Разное

Микроэлементы это в биологии: МИКРОЭЛЕМЕНТЫ — это… Что такое МИКРОЭЛЕМЕНТЫ?

Содержание

МИКРОЭЛЕМЕНТЫ — это… Что такое МИКРОЭЛЕМЕНТЫ?

МИКРОЭЛЕМЕНТЫ
МИКРОЭЛЕМЕНТЫ химич. элементы, содержащиеся в организмах в низких концентрациях (обычно тысячные доли процента и ниже) и необходимые для их нормальной жизнедеятельности. Насчитывается св. 30 М. — металлов (Al, Fe, Сu, Mn, Zn, Mo, Co, Ni, Sr и др.) и неметаллов (I, Se, Br, F, As, В). В растения и микроорганизмы М. поступают из почвы и воды, в организм животных и человека — с водой и пищей. В живых тканях накапливаются преим. М., к-рые находятся в окружающей среде в форме подвижных, легко усваиваемых (водорастворимых) соединений. Роль и функции М. в разл. организмах весьма разнообразны. Мн. М. входят в состав ферментов (напр., Zn — в карбоангидразу, Сu — в полифенолоксидазу, Мп — в аргиназу; всего известно ок. 200 металлоферментов), витаминов (Со — в состав витамина В12), гормонов (I — в тироксин, Zn и Со — в инсулин), дыхат. пигментов (Fe — в гемоглобин и др. железосодержащие пигменты, Сu — в гемоцианин). Действие М., входящих в состав биологически активных соединений, проявляется гл. обр. в их влиянии на обмен веществ. Нек-рые М. влияют на рост (Mn, Zn, I — у животных, В, Mn, Zn, Сu — у растений), размножение (Mn, Zn — у животных, Мn, Сu, Мо — у растений), кроветворение (Fe, Сu, Со), на процессы тканевого дыхания (Сu, Zn), внутриклеточного обмена и т. д.Биол. эффект того или иного М. часто зависит от присутствия в организме др. М. Так, Со эффективно действует на кроветворение и при наличии в организме достаточных количеств Fe и Сu, Мn повышает усвоение Сu, Сu по нек-рым эффектам является антагонистом Mo, F влияет на метаболизм Sr и т. п. Недостаток или избыток М. в живом организме, связанный обычно с недостатком или избытком их в почве, приводит к нарушению обмена веществ, т. н. эндемическим заболеваниям. М. используют в медицине, для повышения урожайности с.-х. культур (микроудобрения) и продуктивности с.-х. животных (добавки М. к кормам). (см. БИОГЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ).

.(Источник: «Биологический энциклопедический словарь.» Гл. ред. М. С. Гиляров; Редкол.: А. А. Бабаев, Г. Г. Винберг, Г. А. Заварзин и др. — 2-е изд., исправл. — М.: Сов. Энциклопедия, 1986.)

микроэлеме́нты

химические элементы, содержащиеся в организмах человека, животных и растений в незначительных количествах (тысячные доли процента и ниже) и необходимые для их нормальной жизнедеятельности. Большинство микроэлементов являются металлами (медь, цинк, кобальт, молибден и др.), некоторые – галогенами (йод, фтор и др.). Микроэлементы были обнаружены в живых организмах в нач. 19 в., однако их физиологическое значение долгое время оставалось неизвестным. В настоящее время установлено, что для нормальной жизнедеятельности организму необходимо более 30 микроэлементов. В растительные организмы микроэлементы попадают из почвы (с водой, удобрениями). Животные и человек получают их с водой и пищей. Микроэлементы входят в состав гормонов, ферментов, витаминов, влияя на обмен веществ. Йод необходим для нормальной функции щитовидной железы, фтор способствует укреплению зубов, кобальт и медь необходимы для нормального кроветворения и т.д. Недостаток микроэлементов приводит к специфическим болезням растений, животных и человека. Сердцевидная гниль и дуплистость свёклы, пробковая пятнистость яблок вызываются недостатком в почве меди, бора. Недостаток кобальта в корме является причиной истощения животных, при дефиците йода в воде и почве у животных и человека развивается эндемический зоб (нарушение функции щитовидной железы), избыток бора – причина тяжёлых энтеритов, приводящих к обезвоживанию организма и потере массы тела.

Для профилактики болезней, вызванных дефицитом микроэлементов, их вводят в пищевые добавки, корма, удобрения. В местностях, где в почве и воде отсутствует йод, используют йодированную поваренную соль.

.(Источник: «Биология. Современная иллюстрированная энциклопедия.» Гл. ред. А. П. Горкин; М.: Росмэн, 2006.)

.

  • МИКРОЭВОЛЮЦИЯ
  • МИКСАМЁБЫ

Смотреть что такое «МИКРОЭЛЕМЕНТЫ» в других словарях:

  • микроэлементы — микроэлементы …   Орфографический словарь-справочник

  • МИКРОЭЛЕМЕНТЫ — [от микро… и элемент (ы)], следовые элементы, микротрофные биогенные вещества, следовые металлы, химические элементы (преимущественно ионы тяжелых металлов), содержащиеся в организмах в низких концентрациях (обычно в неионизированной форме в… …   Экологический словарь

  • МИКРОЭЛЕМЕНТЫ — (биологическое), химические элементы (Al, Fe, Cu, Mn, Zn, Mo, Co, I и др.), содержащиеся в организмах в низких концентрациях (обычно тысячные доли процента и ниже) и необходимые для их нормальной жизнедеятельности. Входят в состав ряда ферментов …   Современная энциклопедия

  • МИКРОЭЛЕМЕНТЫ — в биологии химические элементы (Al, Fe, Cu, Mn, Zn, Mo, Co, I и др.), содержащиеся в организмах в низких концентрациях (обычно тысячные доли процента и ниже) и необходимые для их нормальной жизнедеятельности. В организм растений поступают из… …   Большой Энциклопедический словарь

  • Микроэлементы — (биологическое), химические элементы (Al, Fe, Cu, Mn, Zn, Mo, Co, I и др.), содержащиеся в организмах в низких концентрациях (обычно тысячные доли процента и ниже) и необходимые для их нормальной жизнедеятельности. Входят в состав ряда ферментов …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

  • МИКРОЭЛЕМЕНТЫ — МИКРОЭЛЕМЕНТЫ, химические элементы, необходимые для жизни в очень малых количествах. Организм обычно получает их с пищей. Сюда входят бор, кобальт, медь, йод, магний, марганец, молибден и цинк. Они необходимы для реакций с участием ФЕРМЕНТОВ и… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • микроэлементы

    — хим. элементы, содержащиеся в живых организмах в очень малых количествах (10–2 10–6 весового процента). Входят в состав ферментов, витаминов, гормонов, пигментов и др. биол. активных соединений. К М. относят более 30 элементов (В, F, Cr, Mn, Со,… …   Словарь микробиологии

  • микроэлементы — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN trace elements …   Справочник технического переводчика

  • МИКРОЭЛЕМЕНТЫ — англ.microelements; trace elements нем.Spurenelemente франц.éléments traces; microéléments; oligoéléments см. > …   Фитопатологический словарь-справочник

  • Микроэлементы —         химические элементы, присутствующие в организмах в низких концентрациях (обычно тысячные доли процента и ниже). Термин «М.» применяется и для обозначения некоторых химических элементов, содержащихся в почвах, горных породах, минералах,… …   Большая советская энциклопедия

Книги

  • Микроэлементы и жизнь, О. Добролюбский. Микроэлементы — это бор, марганец, цинк, молибден, кобальт, мышьяк и ряд других химических элементов, которые содержатся в почве, воде и различных организмах в оченьмалых количествах. Без тех… Подробнее  Купить за 1225 руб
  • Микроэлементы и спорт. Персонализированная коррекция элементного статуса спортсменов, Скальный Анатолий Викторович, Зайцева Ирина Петровна, Тиньков Алексей Алексеевич. Микроэлементы играют существенную роль в реализации биологических функций организма, участвуя в функционировании костно-мышечной, иммунной, нервной, эндокриннойсистем. В связи с очевидной… Подробнее  Купить за 800 руб
  • Микроэлементы и спорт. Персонализированная коррекция элементного статуса спортсменов, Скальный А.В.. Микроэлементы играют существенную роль в реализации биологических функций организма, участвуя в функционировании костно-мышечной, иммунной, нервной, эндокриннойсистем. В связи с очевидной… Подробнее  Купить за 737 руб
Другие книги по запросу «МИКРОЭЛЕМЕНТЫ» >>

Микроэлементы | справочник Пестициды.ru

Микроэлементы являются активным веществом микроудобрений.

Микроэлементы распространены в земной коре в концентрациях, не превышающих 0,1 %, а в живом веществе они обнаруживаются в количестве 10-3–10-12%. К группе микроэлементов относят металлы, неметаллы, галогены. Единственная их общая черта – низкое содержание в живых тканях.

Микроэлементы принимают самое активное участие во многих жизненных процессах, происходящих в растениях на молекулярном уровне. Путем воздействия на ферментную систему либо в непосредственной связи с биополимерами растений они стимулируют или ингибируют протекание физиологических процессов в тканях.

Для корректировки содержания микроэлементов в почве практикуют некорневые подкормки в течение вегетации, предпосевную обработку семян и посадочного материала, а также внесение в почву необходимых веществ в виде удобрений.

Физические и химические свойства

Микроэлементы различны по своим физическим и химическим свойствам. Среди них встречаются металлы (цинк, медь, марганец, кобальт, ванадий, молибден), неметаллы (бор), галогены (йод).

Химические элементы подразделяются на необходимые для растений и полезные им.

питательные элементы отвечают следующим требованиям:
  • без элемента не может завершиться жизненный цикл растения;
  • физиологические функции, выполняемые с участием конкретного элемента, не осуществляются при его замене на другой элемент;
  • элемент обязательно вовлекается в метаболизм растения.

Однако существует ряд условностей в использовании данного термина. Дело в том, что сложности с его применением возникают уже при сравнении необходимости того или иного элемента для жизни высших и низших растений и, тем более, животных и человека. Так, например, не доказана необходимость бора для некоторых грибов, спорна необходимость наличия кобальта для осуществления физиологических функций целого ряда растений. К бесспорно необходимым элементам относят марганец, цинк, медь, молибден, бор, хлор, никель.

– это питательные элементы, обладающие способностью стимулировать рост и развитие растений, но не в полной мере соответствующие трем требованиям, приведенным выше. К этой группе относятся и те элементы, которые необходимы только в определенных условиях и только для определенных видов растений. В настоящее время из микроэлементов полезными для растений считаются кобальт, селен, кремний, алюминий, йод и другие.[2]

В настоящее время жизненно необходимыми для растений считаются только около десяти микроэлементов, еще несколько – необходимыми узкому кругу видов. Для остальных элементов известно, что они могут оказывать стимулирующее действие на растения, но их функции не установлены.[5]

Некоторые физические и химические свойства микроэлементов, согласно данным:[3][9]

Микроэлемент

Атомный номер

Атомная масса

Группа

Cвойства

Т. кип,

°C

Т. плавл,

°C

Физическое состояние при нормальны условиях

Бор (В)

5

10,81

III

неметалл

3700

2075

порошок черного цвета

Ванадий (V)

23

50,94

V

металл

3400

1900

металл серебристого цвета

Йод (I)

53

126,90

VII

галоген

113,6

185,5

черно-фиолетовые кристаллы

Марганец (Mn)

25

54,94

VII

металл

2095

1244

металл серебристого белого цвета

Кобальт (Со)

27

59,93

VIII

металл

2960

1494

твердый, тягучий, блестящий металл

Медь (Cu)

29

63,54

I

металл

2600

1083

металл красного, в изломе розового цвета

Цинк (Zn)

30

65,39

II

металл

906

419,5

голубовато-серебристый металл

Молибден (Мо)

42

95,94

VI

металл

4800

2620

светло-серый металл

Содержание микроэлементов в природе

Микроэлементы содержатся в небольших количествах практически повсеместно: в горных породах, почве, растениях и, естественно, в организме человека и животных.

Бор. В небольших количествах в составе различных соединений можно встретить во всех почвах, воде, в составе растительных и животных организмов.[5]

Йод. Образует мало самостоятельных минералов, но присутствует во многих в виде изоморфных примесей.[5]

Марганец. Один из наиболее распространенных в литосфере элементов. Преобладает в почвообразующих породах.[2]

Кобальт. Содержание в литосфере незначительно. Присутствует в растениях, при этом, бобовые культуры богаче кобальтом, чем злаковые.[6]

Медь. В земной коре – 0,01 %. Встречается в свободном состоянии в виде самородков, иногда очень значительных размеров.[7]

Цинк. Широко распространен в природе. В породах цинк содержится в виде простого сульфида, а также замещает магний в силикатах.[2]

Ванадий. Относится к рассеянным элементам и в свободном виде в природе не встречается.[7]

Молибден. Связан с гранитными и другими кислыми магматическими породами. Содержание его в этих породах колеблется в пределах 1–2 мг/кг.[5]

Факторы, определяющие концентрацию микроэлементов в почвах

Содержание микроэлементов в почвах зависит от многих факторов и подчинено ряду закономерностей:

  • Чем больше микроэлементов в горной породе, тем больше их и в почве. Эта неизменная, за некоторым исключением, закономерность (например, йод) проистекает из того факта, что основным источником поступления микроэлементов в почву являются материнские горные породы. Известно, что в процессе длительного почвообразования происходит перераспределение химических элементов исходных горных пород, но при этом специфические свойства и химические особенности микроэлементов горных пород практически навсегда сохраняются в почвах.[1]
  • Концентрация микроэлементов в почвообразующих породах увеличивается с возрастанием содержания физической глины и уменьшается с увеличением содержания песка и супеси. Это объясняется тем, что в состав глин включен монтмориллонит, содержащий большую концентрацию микроэлементов, чем включенный в состав песка кварц. Обычно в пределах одного почвенного района закономерность возрастания содержания микроэлементов от песков к глинистым породам увеличивается, но между породами в различных областях можно наблюдать значительные различия.
  • Один из определяющих факторов содержания микроэлементов в породах – карбонатность.
  • Почвы с реакцией, близкой к нейтральной, содержат больше микроэлементов.
  • Почвообразующие породы, расположенные в зоне активного воздействия грунтовых вод и подверженные процессу заболачивания, приобретают некоторые особенности по содержанию микроэлементов.
  • Почвы с повышенным накоплением органического вещества, как правило, и микроэлементами обеспечены в достаточной степени. Это связано с тем, что в растительных остатках и плазме микроорганизмов находится значительное количество микроэлементов. Гумусовые вещества обладают большей адсорбционной способностью и поглощают ионы микроэлементов из окружающей среды.
  • Содержание в почве водорастворимых солей оказывает большое влияние на наличие в ней микроэлементов.
  • Специфика условий почвообразования также накладывает свой отпечаток на количественное содержание микроэлементов в почвах.
  • Концентрация микроэлементов в грунтовых водах сильно влияет на их содержание в почве. В данном случае наблюдается тесная взаимосвязь, поскольку и колебание концентрации микроэлементов в почвенно-грунтовых водах – следствие разнообразия почвенного покрова и почвообразующих пород.[1]
  • «>

Содержание микроэлементов в различных типах почв

характеризуются самыми высокими концентрациями микроэлементов (исключение – барий). содержат в 2–2,5 раза больше кобальта, стронция и хрома, чем пески. Содержание ванадия, бора и марганца в тех же породах уже в 3–4 раза больше, чем в песчаных. накапливают ванадий, хром, марганец, кобальт. включают подвижные формы меди и марганца. и близкой к нейтральной реакцией содержат больше марганца. содержат больше валового и подвижного кобальта. характеризуются содержанием подвижного бора от 10 до 20 % от валового.

Однако по общим запасам микроэлементов в почве нельзя судить об их доступности для растений. Микроэлементы могут присутствовать в почве в формах, недоступных растениям. В связи с этим важно учитывать не столько общее содержание микроэлементов, сколько наличие их усвояемых форм.[1]

Содержание валовых и усвояемых форм микроэлементов в основных типах почв СНГ. (мг/кг) числитель – валовое содержание, знаменатель – усвояемые формы, согласно данным:[1]

Почва

B

Cu

Zn

Mn

Mo

Co

V

I

Дерново-

подзолистая

1,5–6 ,6

0,08–0,38

0,1–47,9

0,05–5,0

20–67

0,12–20,0

40–7200

50,0–150

1,0–4,0

0,04–0,97

0,45–14,0

0,12–3,0

10–62

н.д.

0,5–4,4

н.д.

Чернозем

4–12

0,38–1,58

7–18

4,5–10,0

24–90

0,10–0,25

200–5600

1,0–75

0,7–8,6

0,02–0,33

2,6–13,0

1,10–2,2

37–125

н.д.

2,0–9,8

н.д.

Серозем

8,8–160,3

0,23–0,62

5–20

2,5–10,0

26–63

0,09–1,12

310–3800

1,5-125

0,7–2,0

0,03-0,15

н.д.

0,9-1,5

50–87

н.д.

1,3–38

н.д.

Каштановая

100–200

0,30–0,90

0,6–20

8,0–14,0

53

0,06–0,14

600–1270

1,5–75

0,2–2,0

0,09–0,62

8,6

0,1–6,0

56

н.д.

2,0–9,8

н.д.

Бурая

40,5

0,38–1,95

14–44,5

6,0–12,0

32,5–54,0

0,03–0,20

390–580

1,5–75

0,4–2,8

0,06–0,12

2,3–3,8

0,57–2,25

56

н.д.

0,3–5,3

н.д.

Роль в растении

Биохимические функции

Роль микроэлементов для растений многогранна. Они призваны улучшать обмен веществ, устранять функциональные нарушения, содействовать нормальному течению физиолого-биохимических процессов, влиять на процессы фотосинтеза и дыхания. Под действием микроэлементов возрастает устойчивость растений к бактериальным и грибковым заболеваниям, неблагоприятным факторам окружающей среды (засухе, повышению или понижению температуры, тяжелой зимовке и прочим).

Установлено, что микроэлементы входят в состав большого числа ферментов, играющих важную роль в жизни растений. Все биохимические реакции синтеза, распада, обмена органических веществ протекают только при участии ферментов.

в составе микроудобрений повышают активность ферментов пероксидазы и полифенолоксидазы как в семядолях, так и в корнях гороха, но не изменяют их активности в проростках. При этом, и у гороха, и у кукурузы пероксидазная окислительная система преобладает над полифенолоксидазной.

Микроэлементы с ферментами могут быть связаны прочно и непрочно. Непрочные связи присущи тем элементам, которые способны оказывать сходное действие на направленность фотосинтеза, окислительно-восстановительных процессов, обмен углеводов, накопление витаминов и ряд других процессов. Это микроэлементы, вступающие в биохимические реакции как двухвалентные металлы. Примером могут служить цинк и кобальт.[1]

Роль в растении и главные функции некоторых необходимых питательные микроэлементов, согласно данным:[5]

Микроэлемент

В какие компоненты входит

Процессы, в которых участвует

Бор

Фосфоглюконаты

Метаболизм и перенос углеводов,

Синтез флавоноидов, 

Синтез нуклеиновых кислот,

Утилизация фосфата,образование полифенолов.

Кобальт

Кофермент кобамид

Симбиотическая фиксация азота (возможно и у не клубеньковых растений), стимулирование окислительно-восстановительных реакций при синтезе хлорофилла и протеинов.

Медь

Разнообразные оксиданты, пластоцианины, ценилоплазмин.

Окисление, фотосинтез, метаболизм протеинов и углеводов,

Возможно, участвует в симбиотической фиксации азота и окислительно-восстановительных реакциях.

Йод

Тирозин и его производные у покрытосеменных  и водорослей

 

Марганец

Многие ферментные системы

Фотопродукция кислорода в хлоропластах и косвенное участие  в восстановлении NO3

Молибден

Нитратредуктаза, нитрогеназа, оксидазы и молибденоферридоксин

Фиксация азота, восстановление NO3

Окислительно-восстановительные реакции

Ванадий

Порфины,  гемопротеины

Метаболизм липидов, фотосинтез в зеленых водорослях и, возможно, участие в фиксации N2

Цинк

Ангидразы, дегидрогеназы, протеиназы и пептидазы

Метаболизм углеводов и белков

Недостаток (дефицит) микроэлементов в растениях

Изменения листьев при дефиците цинка

Изменения листьев при дефиците цинка


1 – хлороз листьев пшеницы; 2 – бурые пятна на листьях риса

Использовано изображение:[13][15]

При недостаточном поступлении какого-либо микроэлемента из числа необходимых питательных элементов рост растения отклоняется от нормы или прекращается вовсе, а дальнейшее развитие растения, в особенности его метаболические циклы, нарушаются.[5]

При недостатке микроэлементов активность многих ферментов резко снижается. Например, установлено, что при недостатке меди резко падает активность ферментов, в состав которых входит медь, а именно, полифенолоксидазы и аскорбатоксидазы.[1]

Симптомы недостаточности (дефицита) трудно свести к одному знаменателю, но, все же, они характерны для конкретных микроэлементов. Наиболее часто наблюдается хлороз.

Визуальная симптоматика очень важна для диагностики недостаточности, но нарушения метаболических процессов и, как следствие, потеря биомассы продукции могут наступать прежде, чем симптомы недостаточности будут заметны. Для улучшения методов диагностики дефицита микроэлементов ряд авторов предлагает биохимические индикаторы. К сожалению, широкое применение этого способа ограничено в связи с большой изменчивостью энзиматической активности и трудностью определения данного показателя.

Наиболее широко используются тесты – анализ почв и растений. Но и в этом случае неподвижные формы микроэлементов, находящиеся в старых частях растения, могут исказить данные. Однако анализ растительных тканей успешно используют для установления дефицита микроэлементов путем сравнения с содержанием этих соединений в тех же тканях нормальных растений, того же возраста и в тех же органах.

При устранении дефицита микроэлементов при помощи удобрений следует учитывать тот факт, что подобная процедура является эффективной, только если содержание элемента в почве либо его доступность достаточно низкие.

В любом случае, формирование дефицита микроэлементов в растениях является результатом сложного взаимодействия нескольких факторов. Многочисленные наблюдения доказали, что свойства и генезис почв – это главные причины, вызывающие дефицит микроэлементов в растении. Обычно недостаток микроэлементов связан с почвами высокой кислотности (светлыми песчанистыми) и щелочными (известковистыми) почвами с неблагоприятным водным режимом, а также с избытком фосфатов, азота, кальция, оксидов железа и марганца.[5]

Симптомы недостатка микроэлементов питания у сельскохозяйственных культур, согласно данным:[5]

Элемент

Симптомы

Чувствительные культуры

Бор

Хлороз и покоричневение молодых листьев,

Погибшие верхушечные почки,

Нарушение развития цветов,

Поражение сердцевины растений и корней,

Мультипликация при делении клеток

Бобовые,

Капуста и близкие виды,

Свекла,

Сельдерей,

Виноград,

Фруктовые деревья (груши и яблони)

Медь

Вилт,

Меланизм,

Белые скрученные макушки,

Ослабление образования метелок,

Нарушение одревеснения

Злаки (овес),

Подсолнечник,

Шпинат,

Люцерна.

Марганец

Пятна хлороза,

Некроз молодых листьев,

Ослабленный тургор

Злаки (овес),

Бобовые,

Фруктовые деревья (яблони, вишни, цитрусовые)

Молибден

Хлороз края листовой пластинки,

Нарушение свертывания цветной капусты,

Огненные края и деформация листьев,

Разрушение зародышевых тканей.

Капуста, близкие виды,

Бобовые

Цинк

Межжилковый хлороз (у однодольных),

Остановка роста,

Розетчатость листьев у деревьев,

Фиолетово-красные точки на листьях

 

Зерновые (кукуруза),

Бобовые,

Травы,

Хмель,

Лен,

Виноград,

Фруктовые деревья (цитрусы).

Избыток микроэлементов в растениях

Дисбаланс микроэлементов

Дисбаланс микроэлементов


Поражения листовой пластины при дефиците и избытке микроэлементов у пшеницы

1 – избыток бора; 2 – избыток марганца;

3 – дефицит цинка

Использовано изображение:[11][12][14]

Метаболические нарушения в растениях вызывают не только недостаток, но и избыток элементов питания. Растения более устойчивы к повышенной, чем к пониженной концентрации микроэлементов.

Главные реакции, связанные с токсичным действием микроэлементов:

  • изменение проницаемости клеточных мембран;
  • реакции тиольных групп с катионами;
  • конкуренция с жизненно важными метаболитами;
  • большое сродство с фосфатными группами и активными центрами в АДФ и АТФ;
  • захват в молекулах позиций, занимаемых жизненно важными группами, такими, как фосфат и нитрат.

Оценка влияния токсичных концентраций элементов на растение достаточно сложна, поскольку зависит от множества факторов. К числу наиболее важных относят пропорции, в которых ионы и их соединения присутствуют в почвенном растворе.

Например, токсичность арсената и селената заметно понижается при избытке сульфата и фосфата. Металлоорганические соединения могут быть более токсичными, чем катионы того же элемента. Кислородные анионы элементов, как правило, более ядовиты, чем их простые катионы.

Наиболее токсичными для высших растений являются медь, никель, свинец, кобальт.

Видимые симптомы токсичности изменяются в зависимости от вида растения, но имеются и общие, неспецифические симптомы фитотоксичности: хлорозные и бурые точки на листовых пластинках и их краях, а также коричневые чахлые корни кораллоподобной конфигурации.

Симптомы токсичности микроэлементов у распространенных с/х культур, согласно данным:[5]

Элемент

Симптомы

Чувствительные культуры

Бор

Хлороз краев и концов листьев,

Бурые точки на листья,

Загнивание ростовых точек,

Скручивание и отмирание старых листьев

Злаки,

Картофель,

Помидоры,

Огурцы,

Подсолнечник,

Горчица

Кобальт

Межжилковый хлороз молодых листьев,

Белые края и кончики листьев,

Уродливые кончики корней

Злаки,

Картофель,

Помидоры,

Огурцы,

Подсолнечник,

Горчица

Медь

Темно-зеленые листья,

Корни толстые, короткие или похожие на колючую проволоку,

Угнетение образования побегов

Злаки,

Бобовые,

Шпинат,

Саженцы цитрусовых, Гладиолусы

Марганец

Хлороз и некротические поражения у старых листьев,

Буровато-черные или красные некротические пятна,

Накопление частиц оксида марганца в клетках эпидермиса,

Засохшие кончики листьев,

Чахлые корни

Злаки,

Бобовые,

Картофель,

Капуста

Молибден

Пожелтение или покоричневение листьев,

Угнетение роста корней,

Угнетение кущения

Злаки

Цинк

Хлороз и некроз концов листьев,

Межжилковый хлороз молодых листьев,

Задержка роста у растения в целом,

Корни повреждены, похожи на колючую проволоку.

Злаки,

Шпинат

Содержание микроэлементов в различных соединениях

Микроудобрения – это удобрения, в которых действующим веществом является один (или несколько) микроэлементов. Они могут быть представлены как в виде минеральных форм, так и органоминеральными соединениями. Микроудобрения классифицируют по основному элементу, который они содержат (марганцевые, цинковые, медьсодержащие и прочее).

Микроэлементы могут входить и в состав макроудобрений в виде примесей. Определенное количество микроэлементов привносится в почву и в составе органических удобрений. На практике в качестве микроудобрений часто используют отходы различных производств, обогащенные микроэлементами.[2]

Способы применения микроудобрений и удобрений, содержащих микроэлементы

Микроудобрения применяют для внесения в почву, некорневых подкормок и предпосадочной обработки семян. Дозы микроудобрений малы. Это требует высокой точности дозирования и равномерности внесения.

применяется для радикального повышения содержания микроэлементов в почве на протяжении всего вегетационного периода. При этом способе могут наблюдаться отрицательные эффекты:
  • образование трудно растворимых форм микроэлементов,
  • вымывание микроэлементов за пределы корнеобитаемого слоя.

Не рекомендуется вносить в почву дорогостоящие виды микроудобрений, особенно осенью. В данном случае лучше использовать различные макроудобрения, модифицированные микроэлементами, труднодоступные промышленные отходы и удобрения пролонгированного действия.

самый распространенный способ использования микроудобрений. Этот способ технологичен и позволяет сочетать обработку семян с их посевом. Именно такая форма обработки способствует оптимизации питания растения микроэлементами на самых ранних стадиях развития. Часто обработку семян микроэлементами сочетают с применением пленкообразующих веществ, регуляторов роста и протравителей. Этот процесс носит название инкрустации семян. рекомендуется проводить при непосредственном обнаружении дефицита микроэлемента. Этот способ позволяет корректировать питание растений микроэлементами, избегая негативных последствий внесения микроудобрений в почву.[2]

Среднее содержание микроэлементов в виде примесей в минеральных удобрениях и мелиорантах, мг/кг, согласно данным:[2]

Удобрение

Бор

Молибден

Цинк

Медь

Кобальт

Марганец

Фосфофоритная мука

Месторождение Кингисеппа

Месторождения Каратау

 

 

 

9,9

 

2,1

 

1,4

30,6

 

22,5

550,0

Суперфосфат

0,4

2,0

0,7

134,8

Суперфосфат двойной

109,0

8,0

34,0

Калийная соль (сырая)

8,4

10,0

0,3

10,0

1,3

42,2

Калий хлористый

0,2

10,0

5,0

1,0

5,0

Аммиачная селитра

0,2

0,1

0,6

Аммония сульфат

6,4

0,1

15,0

9,0

25,0

0,1

Натриевая селитра

0,4

1,0

8,0

25,9

Аммофос

следы

14,5

2,9

следы

37,0

Мочевина

следы

1,3

0,9

0,7

следы

Комплексные NPK – удобрения

123,0

34,0

138,0

Известковые материалы

4,0

0,3

20,0

10,0

1,6

100,0

Эффект от применения удобрений, содержащих микроэлементы

Применение микроудобрений в сельском хозяйстве является существенным резервом повышения урожайности культурных растений. В среднем микроудобрения обеспечивают повышение урожайности на 10–12 % и более.[10]

повышают урожайность сахарной свеклы,люцерны, клевера, тимофеевки, картофеля, капусты, огурцов, томатов, синих баклажанов, плодово-ягодных, зерновых культур, хлопчатника, силосной кукурузы, а также благотворно влияют на качество продукции, повышая содержание в ней белка, сахаров, сырого протеина, жиров, клейковины, витаминов.[8]повышают урожайность и улучшают качество сельскохозяйственной продукции у таких видов культурных растений, какзерновые, лен, кормовые культуры, корнеплоды сахарной свеклы, многолетние травы, картофель на дерново-подзолистых почвах, томаты, морковь.[1] положительно влияют на урожайность и качество картофеля, бобовых культур, томата, гречихи, гороха, ячменя, овса, льна, ячменя, озимой ржи, сахарной свеклы, семян клевера, конопли, винограда и других плодово-ягодных культур, огурцов, лука, цветной капусты, салата.[1] улучшают рост и развитие, повышают содержание белка в бобовых, технических, зерновых и овощных культурах.[1]в зависимости от кислотности почв благотворно влияют на кукурузу, салат, клевер, корнеплоды сахарной свеклы, капусту, лук, персик, вишню, яблоню, землянику, виноград.[1] в малых дозах эффективно действуют на горох, лен, люцерну, горчицу, овес, пшеницу, кукурузу, бобовые культуры, красный клевер.[6]при предпосевной обработке семян способствуют повышению урожайности сахарной свеклы, хлопчатника, кукурузы, овса, подсолнечника, томата, лука, капусты, огурца. Кроме того, повышается содержание йода в растениях.[1]повышают урожайность и улучшают качество льна, конопли, сахарной свеклы, клевера, люцерны, зернобобовых, кукурузы, подсолнечника, картофеля, корневых корнеплодов, овощных культур, плодово-ягодных культур, зерновых злаков.[1]

При написании статьи использовались источники:[3][4][9]

 

Статья составлена с использованием следующих материалов:

Литературные источники:

1.

Анспок П.И. Микроудобрения: Справочник.– 2-е издание, переработанное и дополненное.– Л.: Агропромиздат. Ленинградское отделение, 1990.– 272 с.

2.

Битюцкий Н.П. Микроэлементы и растение. Учебное пособие. – СПб.: Издательство Санкт-петербургского университета, 1999. – 232 с.

3.

Глинка Н.Л. Общая химия. Учебник для ВУЗов. Изд: Л: Химия, 1985 г, с 731

4.

Жеребцов Н. А., Попова Т. Н., Артюхов В. Г. Биохимия. — Воронеж: Издательство Воронежского государственного университета, 2002. — 696с.

5.

Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях: Перевод с англиского.– М.: Мир, 1989.– 439 с., ил.

6.

Каталымов М.В. Микроэлементы и микроудобрения.– М.: Издательство «Химия», 1965.– 332 с.

7.

Краткая химическая энциклопедия, Главный редактор Н.Л. Кнунянц,  Москва, 1964

8.

Минеев В.Г. Агрохимия: Учебник.– 2-е издание, переработанное и дополненное.– М.: Издательство МГУ, Издательство «КолосС», 2004.– 720 с., [16] л. ил.: ил. – (Классический университетский учебник).

9.

Химическая энциклопедия:  в пяти томах: т.1: А-Дарзана/Редкол.: Кнунянц И.Л. (гл. ред.) и др. – М.: Советская энциклопедия, 1988. – 623.: ил

10.

Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия / Под редакцией Б.А. Ягодина.– М.: Колос, 2002.– 584 с.: ил (Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений).

Изображения (переработаны):

11.12.13.14.15.

Zinc deficiency, by  Donald Groth, Louisiana State University AgCenter, Bugwood.org, по лицензии CC BY

Свернуть Список всех источников

Микроэлементы, таблица и подробная информация о микроэлементах

Элементы

Из 92 встречающихся в природе химических элементов 81 обнаружен в организме человека. 12 элементов называют структурными, т.к. они составляют 99 % элементного состава человеческого организма: (углерод С, Кислород О,  Водород Н,  Азот N,  Кальций Ca, Магний Mg, Натрий Na, Калий K, Сера S, Фосфор P, Фтор F, Хлор Cl).

Микроэлементами (МЭ) называют элементы, присутствующие в организме человека в очень малых следовых количествах (англ. — “trace elements”). Это в первую очередь 15 эссенциальных (жизненно необходимых, от англ. “essential”) — Fe, I, Cu, Zn, Co, Cr, Mo, Ni, V, Se, Mn, As, F, Si, Li, а также условно-эссенциальные B, Br. Элементы Cd, Pb, Al, Rb являются серьезными кандидатами на эссенциальность. В учение о МЭ особенно отчетливо видна справедливость слов Парацельса о том, что “нет токсичных веществ, а есть токсичные дозы”.

МЭ являются важнейшими катализаторами различных биохимических процессов, обмена веществ, играют значительную роль в адаптации организма в норме и патологии. Ряд элементов широко представленных в природе, редко встречается у человека, и наоборот. В этом проявляются особенности накопления элементов — активное и избирательное использование элементов внешней среды для поддержания гомеостаза и построения организма вне зависимости от меняющихся параметров внешних условий.

Хорошо известно, что микроэлементы обладают широким спектром синергических и антагонистических взаимоотношений. Так, показано, что между 15 известными жизненно необходимыми элементами существует 105 двусторонних и 455 трехсторонних взаимодействий. Это положение является естественной основой для изучения проявлений и оценки развития дисбаланса микроэлементного гомеостаза, столь характерного при дефиците даже одного эссенциального элемента.

Микроэлементный гомеостаз может нарушаться при недостаточном поступлении эссенциальных МЭ и/или избыточном поступлении в организм токсических микроэлементов. Причем, с учетом сложных антагонистических и синергических взаимовлияний и отношений между элементами, картина интоксикации или возникновения патологического состояния и заболеваний может быть очень сложной и трудной для интерпретации. В этом случае очень важна адекватная диагностика микроэлементозов, связанная, в первую очередь, с точным количественным определением элементов в индикаторных биосубстратах человека.

Накопленные к настоящему времени научные и медицинские данные о роли минеральных элементов в функционировании отдельных органов, систем и организма человека в целом, данные о последствиях, для здоровья человека, дефицита биогенных, жизненно необходимых элементов и избытка токсичных могут быть обобщены и используются в диагностической и лечебной практике Центром Биотической Медицины под руководством д.м.н. проф. А.В.Скального.

Подробно о каждом элементе:

Смотрите научные статьи в нашем журнале Микроэлементы в медицине


Исследование крови на микроэлементы Анализ волос на микроэлементы Определение содержание микроэлементов в моче Оценка шерсти животных на микроэлементный состав Анализ эякулята на микроэлементный статус Анализ слюны на микроэлементный состав Анализ волос на эссенциальные микроэлементы Анализ взаимодействия микроэлементов в реальной среде Источники микроэлементов Сопоставительный анализ крови и волос у пациентов с челюстно лицевой патологией можно увидеть здесь Большинство измерений элементного состава волос, крови, эякулята и других субстратах выполняется в лаборатории ЦБМ на самом современном оборудовании с использованием методик, разработанных с участием наших специалистов и аттестованных органами метрологического надзора за качеством измерений РФ: Аттестованная методика измерений элементов в волосах, крови и других биосубстратах человека

Микроэлементы в организме человека | Biomol RU

Основные микроэлементы и их роль

Микро- и макро- элементы (чаще именуемые словом микроэлементы) являются основными компонентами живой и неживой материи. Из элементов — Азот (N), сера (S), кислород (O), водород (H) и углерод (C) созданы органические соединения: белки, углеводы, жиры и витамины.

Среди 104 известных микроэлементов примерно 1/3 представляют компоненты важные для организмов — структурные элементы скелета и мягких тканей, а также факторы, регулирующие многие физиологические функции напр., свёртывания крови, транспорта кислорода, активация энзимов.

Группы элементов

Элементы можно разделить на три группы:

1) элементы, необходимые для жизни, так называемые биоэлементы
2) элементы нейтральные, без которых метаболические обмены нормально протекать могут
3) элементы токсичные, те которые оказывают на организм вредное воздействие

Макро- и микро- элементы

Элементы, необходимые для правильного функционирования организма классифицируются на макро- и микро- элементы.

Макроэлементы — это такие элементы, концентрация которых в жидкостях организма и тканях составляет больше 1 μг/г мокрой ткани (μг — миллионная часть грамма 10-6г).

Микроэлементы — это такие элементы, концентрация которых в организме составляет меньше 1 мкг / г мокрой ткани.

Макроэлементы:

хлор (Cl)
фосфор (P)
магний ( Mg)
калий (K)
натрий (Na)
кальций (Ca)

Микроэлементы:

германий (Ge)
бор (B)
хром (Cr)
олово (Sn)
цинк (Zn)
фтор (F)
йод (I)
кобальт (Co)
кремний (Si)
литий (Li)
марганец (Mn)
медь (Cu)
молибден (Mo)
никель (Ni)
селен (Se)
ванадий (V)
железо (Fe)

Элементы токсичные:

алюминий (Al)
таллий (Tl)
ртуть (Hg)
кадмий (Cd)
свинец (Pb)

Вредность химических элементов зависит от многих факторов, но самыми главными являются: концентрация данного элемента в организме и период (время) воздействия на организм. Существенную роль играет способность организма элиминировать вредные элементы, такую функцию выполняют почки, печень и пищеварительный тракт. Вредное влияние токсичных элементов зависит от возможности организма противостоять их разрушающему воздействию.

Токсичные элементы имеют тенденцию накопления в паренхиматозных органах, особенно в печени, почках, поджелудочной железе.

При хроническом воздействии, токсичные элементы могут откладываться также в других тканях напр.: свинец и алюминий в костях, свинец, ртуть, алюминий в тканях головного мозга, а кадмий в луковицах волос.

Количественное обозначение микроэлементов в организме

Прогресс науки и развитие техники привели к тому, что методы количественного обозначения микроэлементов являются более точными и подробными. Высокую чувствительность исследований обеспечивает атомно-абсорбционный спектрометр (ААС), спектрометр атомной эмиссии с плазменным возбуждением (ICP -AES), а также метод нейтронной активации (NAA).

Современная аналитическая аппаратура позволяет провести анализ концентраций элементов с первой попытки. Это дает возможность проводить измерения многих элементов за короткое время с небольшим количеством материала, что в случае биологических исследований играет немаловажную роль.

Лаборатория Biomol-Med для обозначения элементов использует метод ICP.

Физиологические жизненные процессы зависят не только от состава и концентрации отдельных элементов, но также и от их пропорции в организме. Для отдельных пространств организма существует чётко определённое равновесие ионов, которое поддерживается на постоянном уровне. На основании пропорции между определенными элементами можно оценить метаболическую активность и правильность физиологических процессов. Между микроэлементами существуют синергетические и антагонистические связи, которые непосредственно влияют на метаболизм организма.

Сохранение правильных отношений и пропорций между отдельными элементами является во многих случаях более важным, чем их правильная концентрация.

Микроэлементы. Общая информация

Химические элементы в свободном состоянии и в виде множества химических соединений входят в состав всех клеток и тканей человеческого организма. Они являются строительным материалом, важнейшими катализаторами различных биохимических реакций, непременными и незаменимыми участниками процессов роста и развития организма, обмена веществ, адаптации к меняющимся условиям окружающей среды.

Физиологическое действие различных элементов зависит от их дозы. Поэтому токсичные элементы (мышьяк, ртуть, сурьма, кадмий и др.) при низких концентрациях могут действовать на организм как лекарство (оказывая тем самым саногенетическое воздействие), тогда как натрий, калий, кальций, железо, магний и ряд других элементов в высоких концентрациях могут обладать выраженным токсическим эффектом.

Для осуществления жизненно важных функций у каждого элемента существует оптимальный диапазон концентраций. При дефиците или избыточном накоплении элементов в организме могут происходить серьезные изменения, обуславливающие нарушение активности прямо или косвенно зависящих от них ферментов.

В организме химические элементы находятся преимущественно в виде соединений, избыточное образование или распад которых может приводить к нарушению так называемого металло-лигандного гомеостаза, а в дальнейшем и к развитию патологических изменений. Элементы – металлы и лиганды (например, глутаминовая, аспарагиновая, липоевая, аскорбиновая кислоты) могут выступать в качестве активаторов или ингибиторов различных ферментов, что обусловливает их существенную роль в развитии и терапии различных заболеваний.

Для систематизации сведений о содержании и физиологической роли химических элементов в организме в последние десятилетия был предложен ряд классификаций. Не рассматривая их подробно, остановимся лишь на некоторых принципиальных моментах.

Один из принципов классификации – разделение химических элементов на группы, в зависимости от уровня их содержания в организме человека.

Первую группу такой классификации составляют «макроэлементы», концентрация которых в организме превышает 0,01%. К ним относятся O, C, H, N, Ca, P, K, Na, S, Cl, Mg. В абсолютных значениях (из расчета на среднюю массу тела человека в 70 кг), величины содержания этих элементов колеблются в пределах от сорока с лиш ним кг (кислород) до нескольких г (магний). Некоторые элементы этой группы называют «органогенами» (O, H, С, N, P, S) в связи с их ведущей ролью в формировании структуры тканей и органов.

Вторую группу составляют «микроэлементы» (концентрация от 0,00001% до 0,01%). В эту группу входят: Fe, Zn, F, Sr, Mo, Cu, Br, Si, Cs, I, Mn, Al, Pb, Cd, B, Rb. Эти элементы содержатся в организме в концентрациях от сотен мг до нескольких г. Однако, несмотря на малое содержание, микроэлементы не случайные ингредиенты биосубстратов живого организма, а компоненты сложной физиологической системы, участвующей в регулировании жизненных функций организма на всех этапах его развития.

В третью группу включены «ультрамикроэлементы», концентрация которых ниже 0,000001%. Это Se, Co, V, Cr, As, Ni, Li, Ba, Ti, Ag, Sn, Be, Ga, Ge, Hg, Sc, Zr, Bi, Sb, U, Th, Rh. Содержание этих элементов в теле человека измеряется в мг и мкг. На данный момент установлено важнейшее значение для организма многих элементов из этой группы, таких как, селен, кобальт, хром и др.

В основе другой классификации лежат представления о физиологической роли химических элементов в организме. Согласно такой классификации макроэлементы, составляющие основную массу клеток и тканей, являются “структурными” элементами. К «эссенциальным» (жизненно-необходимым) микроэлементам относят Fe, I, Cu, Zn, Co, Cr, Mo, Se, Mn, к “условно-эссенциальным” – As, B, Br, F, Li, Ni, Si, V. Жизненная необходимость или эссенциальность (от англ. essential – “необходимый”), является важнейшим для жизнедеятельности живых организмов свойством химических элементов. Химический элемент считается эссенциальным, если при его отсутствии или недостаточном поступлении в организм нарушается нормальная жизнедеятельность, прекращается развитие, становится невозможной репродукция. Восполнение недостающего количества такого элемента устраняет клинические проявления его дефицита и возвращает организму жизнеспособность.

К “токсичным” элементам отнесены Al, Cd, Pb, Hg, Be, Ba, Bi, Tl, к “потенциально-токсичным” – Ag, Au, In, Ge, Rb, Ti, Te, U, W, Sn, Zr и др. Результатом воздействия этих элементов на организм является развитие синдромов интоксикаций (токсикопатий).

Оценка элементного статуса человека является основным вопросом определения влияния на здоровье человека дефицита, избытка или нарушения тканевого перераспределения макро- и микроэлементов. Определение элементного состава биосред используется:

  • при мониторинге состояния здоровья, оценке уровня работоспособности и эффективности лечения;
  • при формировании групп риска по гипо- и гиперэлементозам;
  • при подборе рациональной диеты как здоровому, так и больному человеку;
  • в скрининг-диагностических исследованиях больших групп населения;
  • при картировании территорий по нозологическим и системным формам патологии у детей и других возрастных групп населения;
  • при оценке взаимозависимости многосторонних связей цепи “человек–среда обитания”;
  • при составлении карт экологического природного и техногенного неблагополучия регионов;
  • при изучении воздействия на организм вредных привычек;
  • экспертно-криминалистических исследованиях (идентификация личности в судебной медицине, метод выбора в подтверждение исследований по молекуле ДНК и генному коду).

Методы определения микроэлементов в биосубстратах Масс-спектрометрия с индуктивно связанной аргоновой плазмой (ИСП-МС), атомно-абсорбционная спектрофотометрия с электротермической атомизацией (ААС-ЭТА).

Условия взятия и хранения материала для исследования

Взятие и подготовка крови для получения плазмы и сыворотки проводится по общепринятым методикам. Если при заборе проб используют перчатки, то они должны быть не опудренные и не содержать латекса (напр., нитриловые). Кровь может быть получена из локтевой вены или из пальцев рук (капиллярная). Объем отобранной крови должен составлять не менее 1 мл. Образцы сыворотки или плазмы крови хранятся в обычном холодильнике до 3–5 сут (от 0 до 4 °С) либо замораживаются (до -18 °С), либо лиофилизуются, или высушиваются в сушильном шкафу (для длительного хранения). Для длительного хранения образцы помещаются в одноразовые полипропиленовые пробирки с герметичными крышками.

Взятие биологических образцов крови и мочи проводят в соответствии с МУК 4.1.1482-08, МУК 4.1.1483-08.

Значение макро- и микроэлементов в жизни растений

  1. Макроэлементы и их значение для растений
  2. Микроэлементы
  3. Питание для растений

В зеленых насаждениях обнаружены многие химические элементы. Макроэлементы содержатся в значительных концентрациях, микроэлементы – в тысячных долях процента.

Макроэлементы и их значение для растений

Макроэлементы представляют особую важность для роста и развития растений на всех стадиях жизненного цикла. К ним относят те, которые содержатся в культурах в значительных количествах — это азот, фосфор, калий, сера, магний и железо. При их дефиците представители флоры плохо развиваются, что сказывается на урожайности. Признаки нехватки многократно используемых макроэлементов проявляются прежде всего на старых листьях.

Азот

Главный ответственный за питание корней элемент. Он участвует в реакциях фотосинтеза, регулирует обмен веществ в клетках, а также способствует росту новых побегов. Этот элемент особенно необходим для растений на стадии вегетации. При нехватке азота рост насаждений замедляется или останавливается вовсе, цвет листьев и стеблей становится бледнее. Из-за переизбытка азота позднее развиваются соцветия и плоды. Насаждения, которых перекормили азотом имеют ботву темно-зеленого цвета, и излишне толстые стебли. Период вегетации удлиняется. Слишком сильное перенасыщение азотом приводит к гибели флоры в течение нескольких дней.

Фосфор

Участвует в большинстве протекающих в растениях процессах. Обеспечивает нормальное развитие и функционирование корневой системы, образование крупных соцветий, способствует вызреванию плодов.

Нехватка фосфора негативно сказывается на цветении и процессе созревания. Цветки получаются мелкими, плоды часто с дефектами. Литья могут окрашиваться в красновато-коричневый оттенок. Если же фосфор в избытке, замедляется обмен веществ в клетках, растения становятся чувствительными к нехватке воды, они хуже усваивают такие питательные элементы, как железо, цинк и калий. В результате листья желтеют, опадают, срок жизни растения сокращается.

Калий

Процент калия в растениях больше по сравнению с кальцием и магнием. Этот элемент задействован в синтезировании крахмала, жиров, белков и сахарозы. Он защищает от обезвоживания, укрепляет ткани, предупреждает преждевременное увядания цветков, повышает сопротивляемость культур к различного рода патогенам.

Растения, обедненные калием, можно узнать по отмершим краям листьев, коричневым пятнам и куполообразной их форме. Это происходит вследствие нарушения процессов производства, накопления в зеленых частях насаждений продуктов распада, аминокислот и глюкозы. Если калий в избытке, наблюдается замедление всасывания растением азота. Это приводит к остановке роста, деформациям листьев, хлорозу, а на запущенных стадиях к отмиранию листьев. Поступление магния и кальция также затрудняется.

Магний

Участвует в реакциях с образованием хлорофилла. Является одним из его составных элементов. Способствует синтезу фитинов, содержащихся в семенах и пектинов. Магний активизирует работу энзимов, при участии которых происходит образование углеводов, протеинов, жиров, органических кислот. Он участвует в транспорте питательных веществ, способствует более скорому вызреванию плодов, улучшению их качественных и количественных характеристик, повышению качества семян.

Если растения испытывают дефицит магния, их листья желтеют, так как молекулы хлорофилла разрушаются. Если недостаток магния своевременно не восполнить, растение начнет отмирать. Избыток магния у растений наблюдаются редко. Однако, если доза внесенных препаратов магния слишком большая, замедляется всасываемость кальция и калия.

Сера

Является составным элементов протеинов, витаминов, аминокислот цистина и метионина. Участвует в процессах образования хлорофилла. Растения, которые испытывают серное голодание, нередко заболевают хлорозом. Болезнь поражает главным образом молодые листья. Избыток серы приводит к пожелтению краев листьев, их подворачиванию вовнутрь. Впоследствии края обретают коричневый оттенок и отмирают. В некоторых случаях возможно окрашивание листьев в сиреневый оттенок.

Железо

Является составным компонентом хлоропластов, участвует в производстве хлорофилла, обмене азота и серы, клеточном дыхании. Железо – необходимый компонент многих растительных ферментов. Этот тяжелый металл играет наиболее важную роль. Его содержание в растении достигает сотых долей процента. Неорганические соединения железа ускоряют биохимические реакции.

При дефиците этого элемента растения нередко заболевают хлорозом. Нарушаются дыхательные функции, ослабляются реакции фотосинтеза. Верхушечные листья постепенно бледнеют и усыхают.

Микроэлементы

Основными микроэлементами являются: железо, марганец, бор, натрий, цинк, медь, молибден, хлор, никель, кремний. Их роль в жизни растений нельзя недооценивать. Недостаток микроэлементов хоть и не приводит к гибели растений, но сказывается на скорости протекания различных процессов. Это влияет на качество бутонов, плодов и урожаях в целом.

Кальций

Регулирует усвоение белков и углеводов, влияет на продуцирование хлоропластов и усвоению азота. Он играет важную роль в построении сильных клеточных оболочек. Наибольшее содержание кальция наблюдается в зрелых частях растений. Старые листья состоят из кальция на 1 %. Кальций активирует работу многих энзимов, в том числе амилазы, фосфорилазы, дегидрогеназы и др. Он регулирует работу сигнальных систем растений, отвечая за нормальные реакции на воздействия гормонами и внешними раздражителями.

При нехватке этого химического элемента происходит ослизнение клеток растений. Особенно это проявляется на корнях. Нехватка кальцием приводит к нарушению транспортной функции мембран клеток, повреждению хромосом, нарушению цикла деления клеток. Перенасыщение кальцием провоцирует хлороз. На листьях появляются бледные пятна с признаками некроза. В некоторых случаях можно наблюдать круги, заполненные водой. Отдельные растения реагируют на переизбыток данного элемента ускоренным ростом, но появившиеся побеги быстро отмирают. Признаки отравления кальцием схожи с переизбытком железа и магния.

Марганец

Активизирует работу ферментов, участвует в синтезировании протеинов, углеводов, витаминов. Марганец также принимает участие в фотосинтезе, дыхании, углеводно-белковом обмене. Недостаток марганца приводит к высветлению окраски листьев, появлению отмерших участков. Растения заболеванию хлорозом, у них отмечается недоразвитие корневой системы. В серьезных случаях начинают засыхать и опадать листья, отмирать верхушки веток.

Цинк

Регулирует окислительно-восстановительные процессы. Является компонентом некоторых важных ферментов. Цинк повышает выработку сахарозы и крахмала, содержание в плодах углеводов и белков. Он участвует в реакции фотосинтеза и способствует выработке витаминов. При нехватке цинка растения хуже противостоят холоду и засухе, уменьшается содержание в них белка. Цинковое голодание также приводит к изменению окраски листьев (они желтеют или обретают белесый цвет), уменьшению образования почек, падению урожайности.

Молибден

На сегодняшний день именно этот микроэлемент называют одним из важнейших. Молибден регулирует азотный обмен, нейтрализует нитраты. Он также влияет на углеводородный и фосфорный обмен, производство витаминов и хлорофилла, а также на скорость протекания окислительно-восстановительных процессов. Молибден способствует обогащению растений витамином С, углеводами, каротином, белками.

Недостаточные концентрации молибдена негативно сказываются на обменных процессах, затормаживается редуцирование нитратов, образование белков и аминокислот. В связи с этим урожаи снижаются, их качество ухудшается.

Медь

Является элементом медьсодержащих белков, энзимов, участвует в фотосинтезе, регулирует транспорт белков. Медь повышает содержание азота и фосфора в два раза, а также защищает хлорофилл от разрушения.

Дефицит меди приводит к скручиванию кончиков листьев и хлорозу. Снижается количество пыльцевых зерен, падает урожайность, у деревьев “повисает” крона.

Бор

Регулирует обмен протеинов и углеводов. Является важнейшим компонентом синтеза РНК и ДНК. Бор в союзе с марганцем являются катализаторами реакции фотосинтеза в растениях, которые испытали на себе заморозки. Бор требуется насаждениям на всех стадиях жизненного цикла.

От дефицита бора страдают больше всего молодые листья. Нехватка этого микроэлемента приводит к замедленному развитию пыльцы, внутреннему некрозу стеблей.

Избыток бора тоже нежелателен, так как приводит к ожогам нижних листьев.

Никель

Представляет собой составной компонент уреазы, с его участием протекают реакции разложения мочевины. В насаждениях, которые обеспечены никелем в достаточном количестве, содержание мочевины ниже. Также никель активирует некоторые ферменты, участвует в транспорте азота, стабилизирует структуру рибосом. При недостаточном поступлении никеля замедляется рост растений, снижается объем биомассы. А при перенасыщении никелем угнетаются реакции фотосинтеза, появляются признаки хлороза.

Хлор

Является основным элементов водно-солевого обмена растений. Участвует в поглощении кислорода корневой системой, реакциях фотосинтеза, энергетическом обмене. Хлор уменьшает последствия заболевания грибком, борется с излишним поглощением нитратов.

При недостатке хлора корни вырастают короткими, но при этом густо разветвленными, а листья увядают. Капуста, испытавшая дефицит хлора, получается неароматной.

При этом и переизбыток хлора вреден. При нем листья становятся мельче и твердеют, на некоторых появляются пурпурные пятна. Стебель также грубеет. Чаще всего дефицит Cl проявляется наряду с недостатком N. Исправить ситуацию позволяет аммиачная селитра и каинит.

Кремний

Является своеобразным кирпичиком стенок клеток, а потому повышает выносливость насаждений перед заболеваниями, заморозками, загрязнениями, нехваткой воды. Микроэлемент влияет на обменные процессы с участие фосфора и азота, помогает снижать токсичность тяжелых металлов. Кремний стимулирует развитие корней, влияет на рост и развитие растений, способствует урожайности, повышает содержание сахара и витаминов в плодах. Визуально дефицит кремния не обнаружить, но его недостаток негативно скажется на сопротивляемости культур негативным факторам, развитости корневой системы, развитии цветов и плодов.

Питание для растений

Микро- и макроэлементы оказывают влияние друг на друга, в результате их биодоступность для флоры меняется. Переизбыток фосфора приводит к нехватке цинка и образованию фосфатов меди и железа – то есть недоступности этих металлов для растений. Переизбыток серы уменьшает усвояемость молибдена. Излишек марганца приводит к хлорозу, вызванного недостатком железа. Высокие концентрации меди приводят к нехватке железа. При дефиците B нарушается всасываемость кальция. И это только часть примеров!

Вот почему так важно для восполнения дефицита макро- и микроэлементов, использовать сбалансированные комплексы удобрений. Для различных сред существуют свои составы. Нельзя применять удобрение для почвы в гидропонике, ведь изначальные условия будут неодинаковы.

Почва – своеобразный буфер. В ней питательные вещества могут находиться до тех пор, пока не понадобятся растению. Почва сама регулирует уровень pH, тогда как в гидропонных системах показатели полностью зависят от человека и тех препаратов, которыми он насыщает питательный раствор.

При традиционном выращивании нельзя точно знать, сколько тех или иных микроэлементов содержится в земле, тогда как в гидропонике показатели pH и ЕС питательного раствора можно определить без труда – с помощью рН-метра и ЕС-метра. Выращивание в гидропонике более эффективно. Вместе с тем любой сбой здесь имеет более серьезные последствия для насаждений. Вот почему нужно выбирать удобрения внимательно.

Оптимальный комплекс макро- и микроэлементов, необходимых для питания растения, выращиваемого в земле, содержит комплект удобрений Bio-Grow + Bio-Bloom. Препарат ускоряет рост цветов и культур, увеличивает урожайность.

Для растений, выращиваемых методом гидропоники рекомендуем выбрать комплект удобрений Flora Duo Grow HW + Flora Duo Bloom производства Франция. Он имеет сбалансированный состав, который закрывает все потребности растений на протяжении всего жизненного цикла. Flora Duo Grow способствует ускоренному росту листьев и формированию сильных стеблей. Flora Duo Bloom содержит фосфор, который готовит насаждения к цветению и плодоношению.

Витамины и микроэлементы, влияющие на состояние сердечно-сосудистой системы (K, Na, Сa, Mg, P, Fe, Zn, Mn, Cu, витамины B1, B5, E, B9, B12)

Комплексное исследование, позволяющее оценить содержание витаминов и микроэлементов, влияющих на состояние и функционирование сердечно-сосудистой системы человека.

Синонимы русские

Витамины; микроэлементы; сердечно-сосудистая система.

Синонимы английские

Vitamins; minerals; cardiovascular system.

Метод исследования

Высокоэффективная жидкостная хроматография.

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Венозную кровь.

Как правильно подготовиться к исследованию?

  • Не принимать пищу в течение 8 часов до исследования, можно пить чистую негазированную воду.
  • Не курить в течение 30 минут до исследования.

Общая информация об исследовании

Нормальное состояние и функционирование сердечно-сосудистой системы зависит от множества причин. Большую роль в нормальной работе системы играют микроэлементы и витамины. Они обеспечивают постоянство клеточного состава, работу кардиомиоцитов, процессов сокращения сердечной мышечной ткани, проведении нервного импульса, состояние сосудистой стенки. К наиболее значимым микроэлементам, влияющим на функционирование сердечно-сосудистой системы, относятся калий (K), натрий (Na), кальций (Сa), магний (Mg), фосфор (P), железо (Fe), цинк (Zn), марганец (Mn), медь (Cu).

Калий является основным внутриклеточным катионом, участвующим в водно-электролитном обмене, поддержании кислотно-основного равновесия. Он взаимодействует с другими электролитами (натрием, хлором, бикарбонатом) и участвует в поддержании заряда мембран клеток, механизмах возбуждения мышечных и нервных волокон. Натрий представляет собой катион, который присутствует во всех жидкостях и тканях организма человека. В наибольшей концентрации, около 96 %, он содержится во внеклеточной жидкости и крови. Изменение уровня калия в сыворотке крови имеет важное клиническое значение, требует своевременных мер диагностики и лечения. Гипокалиемия и гиперкалиемия характеризуются изменениями со стороны работы сердечно-сосудистой системы и имеют специфические проявления при электрокардиографическом исследовании. Повышение уровня калия может приводить к серьезным нарушениям ритма, вплоть до прогрессирующей фибрилляции желудочков сердца.

Кальций к числу важнейших минералов организма человека. Около 99  % ионизированного кальция сосредоточено в костях и лишь менее 1  % циркулирует в крови. Концентрация кальция в цитоплазме значительно превышает его количество во внеклеточной жидкости. Он необходим для нормального сокращения сердечной мышцы, поперечно-полосатых мышц, для передачи нервного импульса, является компонентом свертывающей системы крови, каркаса костной ткани и зубов. Нарушение регуляции метаболизма кальция могут приводить к отклонениям в проводимости нервного импульса, мышечной возбудимости, сократительной способности миокарда и гладких мышц сосудистой стенки. Магний также является компонентом костной ткани, участвует в механизмах мышечных сокращений и проведении нервного импульса. По ряду эффектов является антагонистом кальция. При гипомагниемии возможно появление нарушений сердечного ритма в виде желудочковой экстрасистолии. При гипермагниемии – возникновение брадикардии, атриовентрикулярных блокад. Фосфор в составе органических и неорганических соединений участвует в метаболизме костной ткани, осуществлении нервно-мышечных сокращений, поддержании кислотно-щелочного баланса, в энергетическом обмене. Около 70-80  % фосфора в организме связано с кальцием, формируя каркас костей и зубов, 10  % находится в мышцах и около 1  % в нервной ткани. Клиническая симптоматика при гиперфосфатемии, как правило, обусловлена одновременно развивающейся гипокальциемией.

Железо является микроэлементом, входящим в состав гемоглобина, миоглобина, некоторых ферментов и других белков, которые участвуют в обеспечении тканей кислородом. В плазме крови ионы железа связаны с транспортным белком трансферрином. При дефиците железа развивается такое состояние, как анемия. Она характеризуется слабостью, головокружением, головными болями, одышкой. При повышении концентрации железа наряду с общими симптомами могут отмечаться нарушения сердечного ритма. Цинк – это микроэлемент, необходимый для нормального роста и дифференцировки клеток. Он является кофактором множества ферментов, входит в состав некоторых транскрипционных факторов и стабилизирует клеточные мембраны. При увеличении концентрации цинка отмечаются слабость, лихорадка, симптомы общей интоксикации организма, миалгии, нарушение сердечной деятельности. Марганец – это микроэлемент, необходимый для нормального формирования костной ткани, синтеза белков и регуляции клеточного метаболизма. При его повышении в крови могут отмечаться симптомы общей интоксикации, поражается множество систем и органов, в том числе печень, нервная и сердечно-сосудистая система. Отмечаются нарушения нервно-мышечной проводимости, характеризующиеся различными нарушениями ритма. Медь входит в состав многих ферментов, которые принимают участие в метаболизме железа, формировании соединительной ткани, выработке энергии на клеточном уровне, в нормальном функционировании нервной системы. При избытке меди отмечаются симптомы интоксикации. Недостаток меди может привести к развитию тяжелой анемии, характеризующейся наличием дефектных эритроцитов.

Витамины – это органические низкомолекулярные биологические вещества, которые не синтезируются в организме человека и поэтому должны поступать с пищей. Они обеспечивают нормальные метаболические процессы в организме и играют большую роль в профилактике и лечении многих заболеваний. По биохимическим свойствам все витамины делятся на две группы: жирорастворимые и водорастворимые. Жирорастворимые витамины способны всасываться в кишечнике только при наличии липидов и желчных кислот. Водорастворимые витамины не накапливаются в тканях, и их избыток удаляется из организма с мочой.

Витамин В1 (тиамин) относится к водорастворимым витамином, является кофактором в реакциях декарбоксилирования аминокислот, превращения пирувата в ацетилкоэнзим А; играет роль в углеводном обмене; принимает участие в передаче нервного импульса. Нарушения в сердечно-сосудистой системе проявляются одышкой, тахикардией, повышением артериального давления, отеками.

Витамин В5 (пантотеновая кислота) является водорастворимым, входит в состав коэнзима А, необходимого для обмена жиров, углеводов, синтеза холестерола, стероидных гормонов, гемоглобина. При недостатке этого витамина поражаются практически все системы и органы организма человека, развивается слабость, потеря веса, анемии, появляются симптомы поражения нервной и костно-мышечной систем.

Витамин В9 (фолиевая кислота) – водорастворимый витамин, необходимый для синтеза нуклеиновых кислот, некоторых аминокислот, белков, фосфолипидов, повышает всасывание витамина В12. При нехватке фолиевой кислоты могут отмечаться нарушения в виде мегалобластной анемии, глоссита, эзофагита, атрофического гастрита, энтерита. Отмечается слабость сосудистой стенки, проявляющаяся кровоточивостью слизистых оболочек.

Витамин В12 (цианокобаламин) относится к группе водорастворимых витаминов. Он необходим для синтеза нуклеиновых кислот, образования эритроцитов, клеточного и тканевого обменов, участвует в поддержании нормального функционирования нервной системы. Недостаточность витамина приводит к развитию злокачественной (пернициозной) макроцитарной анемии.

Витамин Е (токоферол) представляет собой группу из нескольких соединений, относится к группе жирорастворимых витаминов и содержится в растительных маслах, зернах злаковых растений, орехах, зеленых овощах. Данный витамин входит в состав всех органов и тканей организма человека, больше всего его в жировой ткани, печени, мышцах и нервной системе. Витамин Е обладает антиоксидантной функцией, предохраняет от окисления ненасыщенные жирные кислоты, защищая от повреждения липидные структуры клеточных мембран и субклеточные структуры. Участвует в образовании гемоглобина, снижает риск развития атеросклероза и тромбозов. При дефиците данного витамина, в первую очередь, страдают ткани с высокой пролиферативной активностью и высокой интенсивностью процессов окисления: нервная ткань, мышечная ткань, эпителий половых желез, эндометрий, структуры печени, почек. Витамин Е необходим для профилактики и лечения злокачественных опухолей, сердечно-сосудистых заболеваний, атеросклероза. При гипервитаминозе отмечаются нарушения в свертывающей системе крови, тромбоцитопатии.

Для определения количественного состава микроэлементов и витаминов в сыворотке крови используется метод высокоэффективной жидкостной хроматографии. Он относится к современным хроматографическим методам анализа. Хроматография – это метод разделения и определения веществ, основанный на распределении компонентов между двумя фазами – подвижной и неподвижной. Жидкостная хроматография – метод разделения и анализа сложных смесей веществ, в котором подвижной фазой является жидкость. Он позволяет разделить и выявить количественно более широкий круг веществ с различной молекулярной массой и размерами.

Для чего используется исследование?

  • Для диагностики концентрации микроэлементов и витаминов, влияющих на состояние и функционирование сердечно-сосудистой системы человека;
  • для диагностики недостатка или избытка исследуемых микроэлементов/витаминов.

Когда назначается исследование?

  • При симптомах недостатка микроэлементов и/или витаминов, характеризующихся нарушением деятельности сердечно-сосудистой системы;
  • при симптомах токсического действия витаминов и микроэлементов при их избыточном содержании;
  • при клинических признаках моно- или поливитаминной недостаточности, недостаточности микроэлементов в результате нарушения питания, нарушения всасывания, гипотрофиях, при парентеральном питании.

Что означают результаты?

Референсные значения

Селен в сыворотке: 23 — 190 мкг/л

Кобальт в сыворотке: 0,1 — 0,4 мкг/л

Хром в сыворотке: 0,05 — 2,1 мкг/л

Цинк в сыворотке: 650 — 2910 мкг/л

Никель в сыворотке: 0,6 — 7,5 мкг/л

Марганец в сыворотке: 0 — 2 мкг/л

Железо в сыворотке: 270 — 2930 мкг/л

Витамин В12 (цианокобаламин): 189 — 833 пг/мл

Витамин B9 (фолиевая кислота): 2,5 — 15 нг/мл

Витамин А (ретинол): 0,3 — 0,8 мкг/мл

Витамин С (аскорбиновая кислота): 4 — 20 мкг/мл

Фосфор: 22 — 517,1 мг/л

Причины повышения:

  • нарушение метаболизма микроэлементов и витаминов;
  • избыточное поступление микроэлементов;
  • нарушение баланса микроэлементов;
  • пероральное или парентеральное введение препаратов витаминов.

Причины понижения:

  • недостаточное поступление микроэлементов в организм человека;
  • недостаточное поступление и всасывание витаминов в организме;
  • повышенное использование микроэлементов, нарушение их баланса в организме;
  • повышенное использование витаминов в метаболизме.

Что может влиять на результат?

  • Прием некоторых лекарственных препаратов может влиять на содержание электролитов в исследуемом биоматериале;
  • прием витаминов и витаминсодержащих лекарственных препаратов влияет на истинный результат исследования.
 Скачать пример результата

Также рекомендуется

[06-250] Витамины и микроэлементы, участвующие в регуляции функции поджелудочной железы и углеводного обмена (Cr, K, Mn, Mg, Cu, Zn, Ni, витамины A, B6)

[06-251] Витамины и микроэлементы, участвующие в регуляции функции щитовидной железы (I, Se, Mg, Cu, витамин B6)

[06-244] Витамины и микроэлементы, влияющие на состояние кожи, ногтей, волос (K, Na, Ca, Mg, Fe, Cu, Zn, S, P, витамины A, C, E, B1, B2, B3, B5, B6, B9, B12)

[06-230] Комплексный анализ на витамины (A, D, E, K, C, B1, B5, B6)

[06-245] Витамины и микроэлементы, влияющие на состояние костной системы (K, Ca, Mg, Si, S, P, Fe, Cu, Zn, витамины K, D, B9, B12)

[06-246] Витамины и микроэлементы, влияющие на состояние мышечной системы (K, Na, Ca, Mg, Zn, Mn, витамины B1, B5)

[06-247] Витамины и микроэлементы, влияющие на состояние женской репродуктивной системы (Fe, Cu, Zn, Se, Ni, Co, Mn, Mg, Cr, Pb, As, Cd, Hg, витамины A, C, E, омега-3, омега-6 жирные кислоты)

Кто назначает исследование?

Терапевт, врач общей практики, кардиолог, гематолог, невролог, дерматолог.

Литература

  1. Taguchi K, Fukusaki E, Bamba T Simultaneous analysis for water- and fat-soluble vitamins by a novel single chromatography technique unifying supercritical fluid chromatography and liquid chromatography. / J Chromatogr A. 2014 Oct 3;1362:270-7.
  2.  Долгов В.В., Меньшиков В.В. Клиническая лабораторная диагностика: национальное руководство. – Т. I. – М. : ГЭОТАР-Медиа, 2012. – 928 с.
  3. Камышников В.С. и др. Методы клинических лабораторных исследований / под ред. В.С. Камышникова.- 3-е изд., перераб. и доп. – М.: МеУДпресс-информ, 2009. – 752 с.: ил.
  4. Fauci, Braunwald, Kasper, Hauser, Longo, Jameson, Loscalzo Harrison’s principles of internal medicine, 17th edition, 2009.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Конференция «Микроэлементы в биологии и медицине» 31 мая — 5 июня 2020 г. | Steamboat Springs, CO

Резюме конференции

Эта конференция научных исследований (SRC) FASEB, запущенная в 1983 году, посвящена выяснению роли микроэлементов в модельных организмах и млекопитающих. Это будет 16-я итерация этой серии встреч.

Эта конференция продолжит традицию объединения широкого круга ученых из разных дисциплин, включая молекулярных и клеточных биологов, микробиологов, генетиков, биоинорганических химиков, клиницистов, врачей и исследователей питания.

Узнать больше


Расположение

Большой пароход

2300 тонн. Вернер Серкл
Стимбоут-Спрингс, Колорадо 80487 США
877.269.2628 или 970-871-5500


Подпишитесь на электронную почту

Финансирование этой конференции стало возможным частично за счет 1 R13 DK 124961 -01 от NIDDK. Мнения, выраженные в письменных материалах или публикациях конференции, а также выступающими и модераторами, не обязательно отражают официальную политику Министерства здравоохранения и социальных служб; также упоминание торговых марок, коммерческих практик или организаций не подразумевает одобрения U.С. Правительство.

Организаторы

Митчелл Кнутсон, доктор философии
Профессор, кафедра биохимии питания, пищевых наук и питания человека, Университет Флориды, Гейнсвилл, США

Мартина Ралле, доктор философии
Доцент кафедры молекулярной и медицинской генетики, Орегонский университет здоровья и науки, Портленд, США


Ключевые лекции

Брент Стоквелл, доктор философии
Колумбийский университет

Сабиха Мерчант, доктор философии
Калифорнийский университет, Беркли

Наноизображение микроэлементов на уровне органелл в черной субстанции, сверхэкспрессирующих α-синуклеин, для моделирования болезни Паркинсона

  • 1.

    Руо, Т. А. Метаболизм железа в ЦНС: последствия для нейродегенеративных заболеваний. Nat. Rev. Neurosci. 14 , 551–564 (2013).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 2.

    Буш А. И. Металлическая теория болезни Альцгеймера. J. Alzheimers Dis. 33 (Приложение 1), S277–281 (2013).

    PubMed Google Scholar

  • 3.

    Эйтон С., Лей П. и Буш А. И. Металлостаз при болезни Альцгеймера. Free Radic. Bio. Med. 62 , 76–89 (2013).

    CAS Статья Google Scholar

  • 4.

    Сиан-Хюльсманн, Дж., Мандель, С., Юдим, М. Б. Х. и Ридерер, П. Роль железа в патогенезе болезни Паркинсона. J. Neurochem. 118 , 939–957 (2011).

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  • 5.

    Ричардсон, Д. Р. и др. Митохондриальный транспорт железа и интеграция метаболизма железа между митохондрией и цитозолем. Proc. Natl Acad. Sci. США 107 , 10775–10782 (2010).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 6.

    Ндайисаба, А., Кайндлсторфер, К. и Веннинг, Г. К. Железо в нейродегенерации — причина или следствие? Фронт. Neurosci. 13 , 180 (2019).

  • 7.

    Шапира, А. Х. В. и др. Дефицит митохондриального комплекса I при болезни Паркинсона. Ланцет 333 , 1269 (1989).

    Артикул Google Scholar

  • 8.

    Ibáñez, P. et al. Причинная связь между дупликацией гена альфа-синуклеина и семейной болезнью Паркинсона. Ланцет 364 , 1169–1171 (2004).

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  • 9.

    Pihlstrøm, L. et al. Комплексный анализ генетического риска, связанного с SNCA, при спорадической болезни паркинсона. Ann. Neurol. 84 , 117–129 (2018).

    PubMed PubMed Central Статья CAS Google Scholar

  • 10.

    Синглтон, А. Б. и др. Трипликация локуса альфа-синуклеина вызывает болезнь Паркинсона. Наука 302 , 841 (2003).

    CAS Статья Google Scholar

  • 11.

    Пэн, Ю., Ван, К., Сюй, Х. Х., Лю, Ю.-Н. И Чжоу Ф. Связывание альфа-синуклеина с Fe (III) и с Fe (II) и биологические последствия образующихся комплексов. J. Inorg. Biochem. 104 , 365–370 (2010).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 12.

    McDowall, J. S. et al. Активность альфа-синуклеинферриредуктазы определяется in vivo, изменяется при болезни Паркинсона и увеличивает нейротоксичность DOPAL. Mol. Клетка. Neurosci. 85 , 1–11 (2017).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 13.

    Levin, J. et al. Образование трехвалентного железа связывает окислительный стресс с образованием олигомера α-синуклеина. J. Parkinsons Dis. 1 , 205–216 (2011).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 14.

    Декстер Д.T. et al. Повышенное содержание черного железа и изменения ионов других металлов, происходящие в головном мозге при болезни Паркинсона. J. Neurochem. 52 , 1830–1836 (1989).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 15.

    Riederer, P. et al. Переходные металлы, ферритин, глутатион и аскорбиновая кислота в паркинсоническом мозге. J. Neurochem. 52 , 515–520 (1989).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 16.

    Wang, J.-Y. и другие. Мета-анализ уровней железа в головном мозге пациентов с болезнью Паркинсона, определяемых патологоанатомическими исследованиями и МРТ. Sci. Отчет 6 , 36669 (2016).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 17.

    Дэвис, К. М. и др. Патология меди в уязвимых областях мозга при болезни Паркинсона. Neurobiol. Старение 35 , 858–866 (2014).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 18.

    Муньос Ю., Карраско К. М., Кампос Дж. Д., Агирре П. и Нуньес М. Т. Болезнь Паркинсона: связь митохондрии с железом. Parkinsons Dis. 2016 , 7049108 (2016).

    PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 19.

    Stockwell, B.R. et al. Ферроптоз: регулируемое звено клеточной смерти, связывающее метаболизм, окислительно-восстановительную биологию и болезнь. Ячейка 171 , 273–285 (2017).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 20.

    Белаиди А. и Буш А. И. Нейрохимия железа при болезни Альцгеймера и Паркинсона: мишени для терапии. J. Neurochem. 139 , 179–197 (2016).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 21.

    Гини С. Дж., Адлард П. А., Буш А. И., Финкельштейн Д. И. и Эйтон С. Ферроптоз и механизмы гибели клеток при болезни Паркинсона. Neurochem. Int. 104 , 34–48 (2017).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 22.

    Genoud, S. et al. Субклеточная компартментализация меди, железа, марганца и цинка в мозге при болезни Паркинсона. Металломика 9 , 1447–1455 (2017).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 23.

    Нью, Э. Дж., Виммер, В. К. и Хейр, Д.J. Перспективы и подводные камни визуализации металлов в биологии. Cell Chem. Биол. 25 , 7–18 (2018).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 24.

    Grochowski, C. et al. Анализ микроэлементов в мозге человека: цель, методы и уровни концентрации. Фронт. Chem. 7 , 115 (2019).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 25.

    Бурасса, М. В. и Миллер, Л. М. Визуализация металлов при нейродегенеративных заболеваниях. Металломика 4 , 721–738 (2012).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 26.

    Hitchcock, A. P. et al. Корреляционная спектромикроскопия и томография для биомедицинских приложений, включая электронную, ионную и мягкую рентгеновскую микроскопию. Microsc. Сегодня 27 , 12–19 (2019).

    CAS Статья Google Scholar

  • 27.

    Фарни, К. Дж. Биологические применения рентгеновской флуоресцентной микроскопии: изучение субклеточной топографии и видообразования переходных металлов. Curr. Opin. Chem. Биол. 11 , 121–127 (2007).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 28.

    Collingwood, J. F. & Adams, F.Рентгеновская микроскопия для обнаружения металлов в головном мозге. in Metals in the Brain: Measurement and Imaging (ed White, A. R.) 7–32 (Springer, New York, 2017), https://doi.org/10.1007/978-1-4939-6918-0_2.

  • 29.

    Szczerbowska ‐ Boruchowska, M. et al. Топографический и количественный микроанализ тканей центральной нервной системы человека с использованием синхротронного излучения. Рентгеновский спектрометр. 33 , 3–11 (2004).

    Артикул CAS Google Scholar

  • 30.

    Carboni, E. et al. Визуализация нервных тканей с помощью дифракции рентгеновских лучей и рентгеновской флуоресцентной микроскопии: оценка контраста и биомаркеров нейродегенеративных заболеваний. Biomed. Опт. Экспресс 8 , 4331–4347 (2017).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 31.

    Hackett, M. J. et al. Элементная характеристика слоя пирамидных нейронов в гиппокампе крыс и мышей. Металломика 11 , 151–165 (2019).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 32.

    Bohic, S. et al. Внутриклеточная химическая визуализация фаз развития человеческого нейромеланина с использованием синхротронной рентгеновской микроскопии. Анал. Chem. 80 , 9557–9566 (2008).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 33.

    Dučić, T. et al. Рентгенофлуоресцентный анализ распределения железа и марганца в первичных дофаминергических нейронах. J. Neurochem. 124 , 250–261 (2013).

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  • 34.

    Колвин Р. А., Джин К., Лай Б. и Кедровски Л. Визуализация содержания металлов и внутриклеточного распределения в первичных нейронах гиппокампа с помощью синхротронной рентгеновской флуоресценции. PLoS One 11 , e0159582 (2016).

    PubMed PubMed Central Статья CAS Google Scholar

  • 35.

    Kosior, E. et al. Комбинированное использование жесткого рентгеновского фазово-контрастного изображения и рентгенофлуоресцентной микроскопии для количественного определения субклеточных металлов. J. Struct. Биол. 177 , 239–247 (2012).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 36.

    Ortega, R. et al.Сверхэкспрессия α-синуклеина вызывает повышенное накопление и перераспределение железа в нейронах, подвергшихся воздействию железа. Mol. Neurobiol. 53 , 1925–1934 (2016).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 37.

    Кашив Ю.В. и др. Визуализация распределения микроэлементов в отдельных органеллах и субклеточных особенностях. Sci. Отчет 6 , 21437 (2016).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 38.

    Deng, J. et al. Рентгеноптихографическая и флуоресцентная микроскопия замороженных гидратированных клеток с использованием непрерывного сканирования. Sci. Отчет 7 , 445 (2017).

    PubMed PubMed Central Статья CAS Google Scholar

  • 39.

    Carmona, A. et al. Мутация SLC30A10, связанная с паркинсонизмом, приводит к накоплению марганца в нанопузырьках аппарата Гольджи. ACS Chem. Neurosci. 10 , 599–609 (2019).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 40.

    Корогод, Н., Петерсен, К. С. и Кнотт, Г. В. Ультраструктурный анализ неокортекса взрослой мыши, сравнивающий перфузию альдегида с криофиксацией. eLife 4 , e05793 (2015).

    PubMed Central Статья PubMed Google Scholar

  • 41.

    Оно, Н., Терада, Н., Сайто, Ю.& Оно, С. Обзор последних применений криотехники in vivo в неврологии. in In vivo Cryotechnique in Biomedical Research and Application for Bioimaging of Living Animal Organs (eds Ohno, S., Ohno, N. & Terada, N.) 179–183 (Springer, Japan, 2016), https: // doi .org / 10.1007 / 978-4-431-55723-4_34.

  • 42.

    Simionovici, A. & Chevallier, P. Micro-XRF с синхротронным излучением. в Handbook of Practical X-Ray Fluorescence Analysis (eds Beckhoff et al.) 863 (Springer, 2006).

  • 43.

    Gaugler, M. N. et al. Нигростриатальный избыток α-синуклеина приводит к снижению плотности пузырьков и дефициту высвобождения дофамина, что коррелирует со снижением двигательной активности. Acta Neuropathol. 123 , 653–669 (2012).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 44.

    Silva, J. C. da et al. Эффективная концентрация высокоэнергетических рентгеновских лучей для получения изображений с ограниченным дифракционным разрешением. Optica 4 , 492–495 (2017).

    Артикул Google Scholar

  • 45.

    Соле, В. А., Папийон, Э., Котт, М., Уолтер, П. Х. и Сусини, Дж. Мультиплатформенный код для анализа спектров энергодисперсионной рентгеновской флуоресценции. Spectroc. Acta B 62 , 63–68 (2007).

    Артикул CAS Google Scholar

  • 46.

    Schindelin, J.и другие. Фиджи: платформа с открытым исходным кодом для анализа биологических изображений. Nat. Методы 9 , 676–682 (2012).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 47.

    Roschzttardtz, H. et al. Ядрышко растительной клетки как горячая точка для железа. J. Biol. Chem. 286 , 27863–27866 (2011).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 48.

    Robinson, I. et al. Ядерное включение железа во время цикла эукариотических клеток. J. Synchrotron Rad. 23 , 1490–1497 (2016).

    CAS Статья Google Scholar

  • 49.

    Юмото, С., Какими, С. и Исикава, А. Совместная локализация алюминия и железа в ядрах нервных клеток головного мозга пациентов с болезнью Альцгеймера. J. Alzheimer’s Dis. 65 , 1267–1281 (2018).

    CAS Статья Google Scholar

  • 50.

    Рейнерт А., Моравски М., Сигер Дж., Арендт Т. и Рейнерт Т. Концентрации железа в нейронах и глиальных клетках с оценками концентраций ферритина. BMC Neurosci. 20 , 25 (2019).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 51.

    Хён, А. и Грюн, Т. Липофусцин: образование, эффекты и роль макроаутофагии. Редокс Биол. 1 , 140–144 (2013).

    PubMed PubMed Central Статья CAS Google Scholar

  • 52.

    Double, K. L. et al. Сравнительная биология нейромеланина и липофусцина в мозге человека. Cell. Мол. Life Sci. 65 , 1669–1682 (2008).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 53.

    Oakley, A. E. et al. Отдельные дофаминергические нейроны показывают повышенный уровень железа при болезни Паркинсона. Неврология 68 , 1820–1825 (2007).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 54.

    Исая, Г. Дисфункция митохондриального железо-серного кластера при нейродегенеративных заболеваниях. Фронт. Pharmacol. 5 , 29 (2014).

    PubMed PubMed Central Статья CAS Google Scholar

  • 55.

    Zhang, P. et al.Электронная томография дегенерирующих нейронов мышей с нарушением регуляции метаболизма железа. J. Struct. Биол. 150 , 144–153 (2005).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 56.

    Everett, J. et al. Наноразмерное синхротронное рентгеновское исследование соединений железа и кальция в ядрах амилоидных бляшек у субъектов с болезнью Альцгеймера. Наноразмер 10 , 11782–11796 (2018).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 57.

    Lermyte, F. et al. Новые подходы к исследованию влияния переходных металлов на протеинопатии. Ячейки 8 , 1231 (2019).

    CAS PubMed Central Статья PubMed Google Scholar

  • 58.

    James, S.A. et al. Количественное сравнение методик подготовки к рентгенофлуоресцентной микроскопии ткани головного мозга. Анал. Биоанал. Chem. 401 , 853–864 (2011).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 59.

    Påsgård, E., Lindh, U. & Roomans, G.M. Сравнительное исследование методов замораживания-замещения для рентгеновского микроанализа биологической ткани. Microsc. Res. Tech. 28 , 254–258 (1994).

    Артикул Google Scholar

  • 60.

    da Cunha, M. M. L. et al. Обзор методов химической визуализации для решения биологических вопросов. Микрон 84 , 23–36 (2016).

    PubMed Статья CAS Google Scholar

  • 61.

    Gao, R. et al. Кортикальный столбец и изображение всего мозга с молекулярным контрастом и разрешением в наномасштабе. Наука 363 , eaau8302 (2019).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 62.

    Dusonchet, J., Bensadoun, J.-C., Schneider, B. L. и Aebischer, P. Направленная сверхэкспрессия субстрата паркина Pael-R в нигростриатальной системе взрослых крыс для моделирования болезни Паркинсона. Neurobiol. Дис. 35 , 32–41 (2009).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 63.

    Bobela, W., Nazeeruddin, S., Knott, G., Aebischer, P. & Schneider, B.L. Регулирование каталитической активности AMPK оказывает нейрозащитное действие против токсичности α-синуклеина. Mol. Neurodegener. 12 , 80 (2017).

    PubMed PubMed Central Статья CAS Google Scholar

  • 64.

    Villar, F. et al. Нанопозиционирование для луча наноизображения ESRF ID16A. Synchrotron Radiat. Новости 31 , 9–14 (2018).

    Артикул Google Scholar

  • 65.

    Brunetti, A., Sanchez del Rio, M., Golosio, B., Simionovici, A. & Somogyi, A. Библиотека сечений взаимодействия рентгеновского излучения с веществом для приложений рентгеновской флуоресценции. Spectroc. Acta B 59 , 1725–1731 (2004).

    Артикул CAS Google Scholar

  • Границы | Анализ микроэлементов в мозге человека: цель, методы и уровни концентрации

    Введение

    Микроэлементы играют решающую роль во многих биохимических и физиологических процессах у человека, являясь в основном компонентами различных витаминов и ферментов (Zecca et al., 2004; Барцокис и др., 2007). Их баланс в головном мозге сложным образом регулируется системами гематоэнцефалического барьера, такими как гематоэнцефалический барьер (BBB), хориоидальный барьер гематоэнцефалический барьер, барьер гемато-спинномозговой жидкости (CSF) и даже CSF-мозговой барьер (Strazielle и Ghersi-Egea, 2013). Гомеостаз микроэлементов зависит от процессов абсорбции, распределения, биотрансформации и экскреции (Zheng and Monnot, 2012). Микро-ионы, такие как Fe, Cu, Ca, Co, Mg, Mn и Mo, необходимы для правильного функционирования и роста мозга, поскольку они обеспечивают защиту от болезней и активных форм кислорода в качестве вторичных посредников, регуляции экспрессии генов, катализа и ферментов. активация (Lee et al., 2008).

    С другой стороны, избыточное количество элементов может вызывать повреждение клеток, приводящее к множеству синдромов, вызванных аномальными белками, перекисным окислением липидов и окислением ферментов, поглощающих АФК. Известно, что нейродегенеративные заболевания, такие как болезнь Альцгеймера — БА, болезнь Паркинсона — БП и болезнь Вильсона, коррелируют со сдвигами содержания металлов в различных областях мозга (Hutchinson et al., 2005; Corbin et al., 2008; Squitti, 2012 ; Tiiman et al., 2013; Sharma et al., 2017) или с нарушенным распределением этих элементов. Например, в бляшках человека у пациентов с БА было обнаружено увеличение на 339% цинка, 466% меди и 177% железа и 4653% кальция по сравнению со здоровыми субъектами (Leskovjan et al., 2009). . В качестве другого примера, железо, которое имеет высокую концентрацию в нейромеланине, также считается фактором клеточной восприимчивости при болезни Паркинсона (Depboylu et al., 2007).

    Таким образом, анализ содержания металлов в мозговом материале является очень интересным приложением анализа следов металлов.Помимо диагностики заболеваний, его также можно использовать для отслеживания действия лекарств, в том числе хелаторов металлов, что считается одной из современных идей лечения (Tõugu et al., 2009).

    Количество статей, представляющих этот подход, значительно выросло в последние годы. Основные методы анализа следов в головном мозге включают масс-спектрометрию с индуктивно связанной массой (ICP-MS), индуцированную пламенем атомную абсорбционную спектрометрию (FAAS), электротермическую атомно-абсорбционную спектрометрию (GFAAS), оптическую эмиссионную спектрометрию с возбуждением в индуктивно связанной плазме (ICP). -OES), рентгеновской флуоресцентной спектрометрии (XRF) и нейтронно-активационного анализа (NAA) (Brown and Milton, 2005).

    Примеры, приведенные в следующей части обзора, показывают, что содержание элементов в образцах человеческого мозга можно исследовать многими методами. Тип используемого метода зависит от типа информации, которую мы хотим получить (количественный анализ, качественный анализ, анализ видообразования, распределение аналита в образце). Выбор подходящего аналитического метода также зависит от параметров метода, таких как предел обнаружения и определения, точность и прецизионность, чувствительность и селективность (Van Loon and Barefoot, 1992).

    Нет простого способа порекомендовать метод для конкретной задачи. Каждый метод, описанный в этой статье, может определять следовые количества металлов в аналогичном диапазоне концентраций и не отличается существенно по пределам обнаружения и затратам (Brown and Milton, 2005). Таким образом, второстепенные факторы могут иметь решающее значение для принятия решения. ИСП-МС и ИСП-ОЭС кажутся наиболее универсальными и часто используемыми. В таблице 1 представлен список аналитических методов, используемых для качественного и количественного анализа элементов в образцах мозга человека.

    Таблица 1 . Репрезентативные примеры применения различных методов анализа металлов в образцах головного мозга.

    Проблемы с выборкой

    Ткань головного мозга представляет собой сложную матрицу. В мозге человека общее содержание жира составляет около 30% (в пересчете на сухое вещество; Suzuki and Suzuki, 1972), а содержание воды составляет около 70–80% (Császma et al., 2003). Сухая часть состоит в основном из липидов: около 40% холестерина, около 15% гликолипидов, около 15% фосфолипидов и около 5% сфингомиелина.Остальное сухое вещество содержит в основном белки (Gonzalez-Riano et al., 2016).

    Ткани головного мозга, проанализированные на содержание металлов, в основном собираются вскрытие (из вскрытия), поскольку процедуры биопсии головного мозга выполняются только для анализа опухолей для диагностики рака. Обычно рекомендуется заморозить образцы глубоко (в жидком азоте), чтобы избежать метаболизма. Хотя общее содержание металлов не изменяется во время химических процессов, окислительно-восстановительные реакции могут значительно изменить результаты, если требуется анализ состава.

    Можно предположить, что аналитик не несет прямой ответственности за надлежащий отбор образцов тканей головного мозга, поскольку отбор образцов производится в основном квалифицированными судебными врачами во время вскрытия при диагностике заболевания (Hynd et al., 2003). Однако обстоятельства смерти (кома, гипоксия, гиперпирексия в момент смерти и т. Д.) И период времени между смертью и вскрытием могут значительно изменить состав мозга (Stan et al., 2006). Минимальный набор образцов для гистопатологического исследования в настоящее время состоит из 12 фрагментов головного мозга: средняя лобная извилина, поясная извилина, верхняя и средняя височные извилины, гиппокамп и парагиппокампальная извилина, нижняя теменная долька, скорлупа и бледный шар, средний мозг, мосты, хвостатое ядро; полушарие червя мозжечка (включая зубчатое ядро) и продолговатый мозг (Love, 2004).Гиппокамп и мозжечок считаются двумя наиболее важными частями мозга в диагностическом контексте (Gonzalez-Riano et al., 2016).

    Как правило, после вскрытия ткани ткани глубоко замораживаются. Для большинства методов они должны быть минерализованы, в основном путем кислотного переваривания, или оставаться твердыми, чтобы не было риска потерь при экстракции (Bodzon-Kulakowska et al., 2007; Xue et al., 2012). Однако аналитик должен знать о других возможностях потерь. Каждый этап отбора проб должен основываться на тщательном ополаскивании.Более того, поверхность неподходящей тары может впитывать микроэлементы. Микроэлементы также могут быть летучими, поэтому каждый этап отбора проб следует проводить в закрытых контейнерах. Это не относится к лазерной абляции, когда забор проб производится из необработанной ткани. Тем не менее, более серьезной проблемой (чем потери) является риск заражения. Особенно важно использовать специальные реагенты и растворители, а также контейнеры для хранения проб, изготовленные из материалов, не содержащих металлов.

    Вопросы обеспечения качества

    Независимо от загрязнения и потерь на качество анализа могут влиять многие другие факторы (Parr, 1985).Обычно предполагается, что только сертифицированные стандартные образцы (CRM или, по крайней мере, стандартные стандартные образцы, SRM) могут подтвердить качество метода в конкретной лаборатории (Parr, 1985). Эти материалы являются эталонными образцами, которые необходимо проанализировать одним и тем же методом, чтобы доказать, что результаты существенно не различаются. При выборе материалов необходимо добиться максимального сходства с мозговой тканью (в контексте химического состава), поскольку на рынке нет эталонной мозговой ткани (Gallorini, 1995; Gallorini and Apostoli, 1996).Примеры, использованные в исследовании: SRM 1577b из бычьей печени, порошок из коровьих мышц SRM 8414, цельный яичный порошок SRM 8415 и ткань устрицы SRM 1566b (Leite Jacob-Filho et al., 2008; Batista et al., 2009).

    Спектроскопические методы

    Выбор аналитического метода должен зависеть от цели анализа и пределов определения данного метода. Кроме того, не менее актуален и тип исследовательского материала. Если тест направлен на определение качественного и количественного содержания элементов, необходимо выбрать спектроскопические методы.Однако, если также важно знать пространственное распределение аналитов на поверхности ткани и определить состояние присутствия элементов, следует применить метод визуализации поверхности образца путем количественного картирования элементов, например, лазерной абляции. с детектированием в масс-спектрометре с ионизацией в индуктивно связанной плазме, LA ICP-MS (масс-спектрометрия с лазерной абляцией с индуктивно связанной плазмой). Результаты анализов должны основываться на надлежащей процедуре подготовки проб и на анализе с использованием проверенных методов, обеспечивающих прослеживаемость результатов анализов.

    ИСП-МС

    Одним из самых популярных методов анализа содержания элементов в образцах ткани головного мозга является масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой — ICP-MS. Этот метод основан на генерации одноположительных ионов определенных элементов в строго параметризованной плазме (количество ионов с двойным зарядом строго ограничено и обычно не должно превышать 3% от всех заряженных частиц). Эти ионы после прохождения через правильно сконструированную ионную оптику (предназначенную для разделения фотонного фона) идентифицируются на основе отношения масса / заряд (m / z) с использованием масс-сепаратора и детектора.В зависимости от предполагаемой степени разделения ионов используются разные типы сепараторов. Наиболее часто используемый квадрупольный сепаратор встречается во многих конфигурациях. В качестве детекторов используются фотоумножители, которые приспособлены для обнаружения ионов путем размещения на их оптическом пути сцинтилляционных кристаллов, которые преобразуют поток ионов в фотоны. Генерация однозарядных ионов требует точной настройки параметров плазмы. Наиболее важными из них являются температура, электростатические потенциалы (отклоняющие пучок ионов), поток плазмы и поток газа распылителя.Глубина и время отбора также являются важными параметрами.

    Из-за низкого фонового сигнала и большого количества образующихся ионов можно получить очень низкий предел обнаружения для большинства элементов (в миллиардном диапазоне; He et al., 2017). К наиболее важным преимуществам метода ИСП-МС относятся: высокая чувствительность и точность, низкие пределы количественного определения (на уровнях мкг / л, нг / л), исключительно высокая линейность калибровочной кривой, включая до 9 порядков величины, многозначность элементный анализ большинства элементов периодической таблицы, относительно короткое время анализа и небольшое количество образца, необходимого для определения.

    Физические или спектральные помехи — важный фактор, влияющий на качество результатов, полученных методом ICP-MS. Физические помехи возникают в основном из-за разницы в вязкости и поверхностном натяжении образца по отношению к используемым стандартам. Одним из способов устранения такого рода помех является использование внутреннего стандарта, подходящего для исследуемых аналитов с точки зрения ионизации и энергии массы. В работе (Dahlberg et al., 2015) по тестированию содержания K, Na, Mg, Ca, Zn, Fe, Cu, Mn и Cr в каждом образце использовался внутренний стандарт Sc, Rh, In и Lu. .Чтобы избежать помех из-за разницы масс, следует использовать внутренний стандарт с массовым числом, максимально близким к анализируемому элементу (однако не всегда возможно использовать подходящий стабильный изотоп). Другой метод может заключаться в использовании поверхностно-активных веществ для снижения поверхностного натяжения, например солей аммония, Tween80 или Triton X-100.

    Биологическая матрица человеческого мозга (содержащая высокую концентрацию органических и неорганических веществ) может вызвать засорение небулайзера и отложение матрицы на плазмотроне и конусах.Решением здесь является разбавление образца и использование специализированных распылителей (Parsons and Barbosa, 2007). Следует отметить, что экстракция аналитов из образца с помощью правильно подобранных экстракционных реагентов, например, метилизобутилкетона (MIBK), также может быть хорошим решением. Однако для этого требуется повторная экстракция в водные растворы или изменение параметров плазмы и подготовка серии стандартов в используемом реагенте.

    Спектральная интерференция — это эффект перекрытия сигналов от других ионов (образованных в определенных количествах заряженных двойных ионов или из комбинации атомов, полученных из плазменного газа, воздуха, воды, матрицы образца или кислот, используемых для минерализации образцов) на анализируемое вещество. сигнал (Lum, Sze-Yin Leung, 2016).В рамках метода существует множество способов их устранения. Одним из решений в определении серы и фосфора (Hinrichs et al., 2007) является применение комбинированного метода HPLC-ICP-SFMS (высокоэффективная жидкостная хроматография / масс-спектрометрия высокого разрешения с индуктивно связанной плазмой и секторным масс-сепаратором). Эти элементы разделяются с помощью жидкостного хроматографа, а затем анализируются с помощью масс-спектрометра. Это решение позволяет исключить интерференцию многоатомных атомов (15N16O +, 14N16O1H +, 14N17O +, 12C18O1H + в случае 31P и 16O16O +, 15N16O1H +, 14N18O + для изотопа 32S1h316O2 и 16O18O +) и тем самым повысить селективность.Другое решение — использовать камеру реакции на столкновение (CRI). Ионы, такие как 40Ar16O, расщепляются внутри газом, подаваемым с постоянным, строго определенным потоком, например, водородом. В результате реакции образуются атомарный аргон, ионы водорода и вода.

    В последние годы использование комбинированных аналитических методов с использованием хроматографических методов с ИСП-МС (газовая хроматография (ГХ), высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ), эксклюзионная хроматография (SEC), ионная хроматография (IEC), обращенно-фазовая хроматография ( RPLC), ионно-парная хроматография IPC), а для анализов стали очень популярными вышеупомянутые спектроскопические методы (FAAS, GFAAS, ICP-OES, ICP-MS).Например (Wolf et al., 2003), мы найдем комбинацию метода ICP-MS с CZE (капиллярный электрофорез), который использовался для изучения содержания металлотионеинов (низкомолекулярных белков, участвующих в детоксикации организмов от вредные ионы металлов) в человеческом мозге. Этот комбинированный метод позволяет получить высокое разрешение, выполнять многоэлементный анализ малых объемов проб при очень низких пределах определения.

    Методы

    ИСП-МС в последнее время стали очень популярными в сочетании с одним из самых современных методов отбора проб — лазерной абляцией (ЛА).Этот метод заключается во взаимодействии электромагнитного излучения лазера, вызывающего серию физико-химических процессов, приводящих к созданию системы, состоящей из газа-носителя (обычно аргона) и частиц исследуемого материала, диспергированных в нем (Pozebon et al., 2014, 2017). Это лазерное испарение и распыление образца, так что анализу могут быть подвергнуты твердые образцы без стадии минерализации.

    Becker et al. (2004) изучали содержание таких элементов, как P, S, Si, Al, Cu, Zn, в белках, происходящих из человеческого мозга, после их разделения с помощью гель-электрофореза.В испытаниях применялся метод ICP-SFMS (масс-спектрометрия с возбуждением в индуктивно связанной плазме и секторный масс-сепаратор) с микровыбором проб методом LA. При определении фосфора в матрице этого типа следует обращать внимание на изобарическую интерференцию высокой интенсивности от таких людей, как 15N16O +, 14N16O1H + и 14N17O1. Чтобы этого не произошло, измерения проводились с разрешением 4000. В случае анализа серы наличие иона 16O2 является одним из наиболее частых нарушений.

    Исследование, проведенное Becker et al. (2003) доказали значительно более низкий предел количественной оценки для определений P в случае метода ICP-SFMS (20 пг / г) по сравнению с методом ICP-MS с использованием квадруполя и камеры столкновений (1,3 нг / г). Самыми большими преимуществами использования метода LA являются отсутствие разрушения образцов, простая подготовка образцов и возможность анализировать прозрачные и непрозрачные образцы (Durrant, 1999).

    ИСП-ОЭС

    Эмиссионная спектрометрия с возбуждением в индуктивно связанной плазме (ICP-OES, но также используется аббревиатура ICP-AES) отличается от спектрометрии ICP-MS типом обнаружения.В этом случае анализируется спектр излучения аналитов. Весь процесс получения правильно параметризованной плазмы осуществляется на той же основе. Правильно подготовленный образец, содержащийся в растворе, с помощью перистальтического насоса подается в плазмотрон, работающий от плазменного газа. Чаще всего это аргон из-за его относительно невысокой цены и химической пассивности, но для этой цели можно использовать любой газ. Раньше проводились эксперименты с азотом и даже с кислородом.Внутри плазмотрона подаваемый аргон создает плазму с температурой до 10 000 К под воздействием радиочастотного электромагнитного поля, создаваемого окружающей горелкой, где образец подвергается сушке, разложению, атомизации и, наконец, ионизации. Условия выбираются так, чтобы они производили преимущественно одноположительные ионы. В отличие от масс-спектрометрии, спектр излучения возбужденных ионов подвергается анализу. Отдельные элементы, составляющие аналит, излучают линейный спектр с определенными длинами волн, соответствующими их уровням энергии.Следует подчеркнуть, что образующиеся спектральные линии принадлежат ионам, а не (как в атомно-абсорбционной спектрометрии) атомам. Спектр, излучаемый ионами, идет рядом с монохроматором, где одна конкретная линия анализируемого элемента отделяется и затем измеряется с помощью детектора излучения, обычно фотоумножителя. Мера содержания элемента в образце определяется по интенсивности измеренной спектральной линии. Как и в случае с ICP-MS, возможность образования многоэлементных ионов, характеризующихся их собственными молекулярными спектрами, может повысить аналитический фон в случае некоторых анализов.

    Анализ ICP-OES характеризуется пределом обнаружения на уровне мг / л и мкг / л, а в некоторых случаях даже нг / л. Это ставит его более или менее между методами ICP-MS и FAAS. Тем не менее, есть области применения, где это особенно полезно. Это, среди прочего, анализы серы и фосфора, с которыми метод ICP-MS не особенно успешен, в то время как FAAS также не позволяет достичь ожидаемых низких уровней. Чувствительность и точность метода ICP-OES из-за использования возбуждения плазмы аналогична другим методам этого типа.Также очень характерна высокая линейность метода.

    Korvela et al. (2016) провели многоэлементный анализ проб спинномозговой жидкости методом ICP-MS (47 Ti, 51 V, 55 Mn, 61 Ni, 66 Zn, 75 As, 85 Rb, 88 Sr, 107 Ag, 118 Sn, 138 Ba, и 208 изотопов Pb) и ICP-AES (проверено Ca, Cu, Fe, Mg, P, S, Si, Sr, Zn, K и Na). В случае Sr, As, Ba, Ti, Rb, Ca, Mg, P, K и Na были обнаружены достаточно высокие сигналы (концентрация была выше предела количественного определения) и RSD (относительное стандартное отклонение) со значениями ниже 10 %.

    FAAS

    Метод FAAS — один из самых простых и быстрых аналитических методов определения микроэлементов. Его принцип основан на одном из спектроскопических законов Кирхгофа. Согласно ему, более холодный газ, окружающий горячий источник излучения, удаляет спектральные линии из спектра источника, соответствующие его определенным уровням энергии. На этой основе было сконструировано множество аналитических аппаратов, которые различаются способом получения этого абсорбирующего газа или методом распыления.Один из методов — распыление в пламени FAAS. Свет от специально изготовленной лампы, называемой лампой с полым катодом (HCL), проходит через длинное узкое пламя, играющее роль распылителя, где происходят процессы поглощения света на определенной длине волны, соответствующей энергетическим уровням образец вводят в пламя. Затем ослабленный свет этой длины волны отделяется от остального спектра излучения с помощью монохроматора (чаще всего используется Черни-Тернера) и направляется на измерение с помощью фотоумножителя.Выше описан только общий принцип работы. Существует множество модификаций — начиная с источника излучения: безэлектродные лампы EDL, в которых излучение происходит в катушке резонатора, дуговые лампы полного спектра УФ- и видимого диапазона, с помощью различных методов распыления и различных типов монохроматоров света, до различного обнаружения. методы.

    Поскольку распыление происходит в пламени при относительно высокой температуре, существенным препятствием для использования метода FAAS является появление так называемых голубых полос.В это название входят высокотемпературные соединения CN, NH и CH, вызывающие образование высокого маскирующего фона для определяемых элементов. Это особенно важно при использовании пламени ацетилена / закиси азота, характеризующегося высоким уровнем самоизлучения. В некоторых случаях это может даже сделать анализ невозможным.

    GFAAS (ETAAS)

    Другой способ распыления пробы — использование графитовой печи. В этом случае облако распыленного образца возникает внутри трубы из пизолитового графита, расположенной в центре специально сконструированной печи, и через нее проходит анализирующий световой поток.Трубка нагревается до высокой температуры сильным током. В результате образец сушится, разлагается, сжигается и распыляется. Температура в печи может достигать значения даже более 3500 К. Такая высокая температура, значительно превышающая даже температуру пламени смеси ацетилена и закиси азота, приводит к значительному снижению предела обнаружения по сравнению с методом FAAS.

    Для обеспечения долговечности трубы и снижения степени ее расхода в топке используется анаэробная атмосфера, и наиболее часто используемым газом в данном случае является аргон.

    Метод не свободен от помех. Важной проблемой является рассеяние света на частицах дыма, образующихся в результате пиролиза органических частей, а также пиролиз самого материала трубки, то есть неспецифическое поглощение. Это приводит к неверно завышенным результатам. Из-за высокой температуры печи также может происходить дальнейшая индукция атомов до возникновения нежелательного процесса ионизации. Чтобы этого не произошло, используются добавки деионизирующих веществ.

    Очень важно уменьшить влияние фона на интенсивность спектральных линий измеряемого элемента. Это достигается за счет использования эффекта Зеемана, заключающегося в расщеплении одной спектральной линии на три или более компонентов с помощью магнитного поля. Выполняются измерения световых пучков, поляризованных по-разному относительно магнитного поля, соответствующего разделенным линиям.

    В дополнение к пределу определения порядка мкг / л, все остальные параметры валидации находятся на уровне методов, включая метод атомно-абсорбционной спектрометрии.

    Метод GFAAS уже много лет используется для анализа элементов человеческого мозга. Самыми популярными элементами, определенными в этой матрице с использованием вышеупомянутого метода, безусловно, являются Se, Al, Fe (Xu et al., 1992; Gała zka-Friedman et al., 2011). В последнее время также стал популярным метод TH-GFAAS (атомно-абсорбционная спектрометрия в графитовой печи с поперечным нагревом), используемый исследователями, например, для анализа содержания Al (Mirza et al., 2017; Mold et al., 2018).

    Подготовка проб

    Твердые образцы, такие как части человеческого мозга, должны быть минерализованы перед любым испытанием, которое включает в себя избавление от органической матрицы, разложение труднорастворимых соединений и перенос компонентов без потерь в раствор.Обзор литературы показывает, что в большинстве случаев используется микроволновая минерализация с использованием HNO или смесей HNO и HO (см. Примеры в Таблице 2).

    Таблица 2 . Примерные условия микроволновой минерализации образцов головного мозга человека.

    Ядерные методы

    XRF

    Спектрометрия флуоресценции

    XRF также может использоваться для определения содержания элементов. Он хорошо работает для анализа ингредиентов, обнаруженных как в больших, так и в малых количествах, что отличает этот метод от других, обычно используемых в инструментальном анализе.

    Метод XRF основан на индукции характеристического рентгеновского излучения с помощью излучения, исходящего от рентгеновской трубки (с родием или медью), которая излучает непрерывный спектр излучения. Это излучение направляется на исследуемый образец (сформированный в виде прессованной таблетки или расплавленный с оксоборатом шариков лития) через бериллиевое окно и систему латунных и алюминиевых фильтров. Характерное рентгеновское излучение, возникающее после отражения от образца, проходит через коллиматор, концентрирующий луч на анализирующем кристалле.Изогнутый под определенным углом, характерным для данного элемента, характеристический пучок излучения анализируется проточным или флуоресцентным детектором. На основании этого компьютерная система определяет содержание анализируемого элемента.

    Анализ элементов с атомным номером <6 не очень эффективен из-за чрезвычайно высокой энергии ионизации внутренних оболочек атомов.

    Самыми большими преимуществами этого метода являются: возможность анализа многих элементов одновременно, короткая продолжительность анализа, простая подготовка образца и тот факт, что образец не разрушается во время анализа.Ограничениями могут быть, в свою очередь, дорогое оборудование, отсутствие информации об уровнях окисления элементов и довольно высокие пределы количественного определения. Этот метод, связанный с микроскопией (James et al., 2011), позволяет исследовать распределение элементов внутри ткани.

    Рентгеновская флуоресцентная спектроскопия — отличный метод для изучения элементов на уровне ppm (до частей на миллион и более). Этот метод, по-видимому, является хорошо зарекомендовавшим себя методом количественного определения многих металлов на небольших участках образцов тканей (11–13).Если образец дополнительно подвергается воздействию рентгеновского луча с применением рентгеновской флуоресцентной микроскопии (XFM), этот метод может быть полезен для картирования больших срезов головного мозга. Важным преимуществом XRF является возможность получения карт с высоким разрешением, визуализирующих пространственное распределение (до менее 100 нм) большого количества элементов в биологических образцах. Существуют различные подходы к визуализации субклеточных деталей с помощью XFM, такие как, например, электронно-зондовый рентгеновский микроанализ или EPXMA и т. Д. До нескольких лет назад XFM не был широко доступен для биомедицинских сообществ и редко предлагал разрешение лучше, чем несколько микрон. .Ситуация кардинально изменилась с развитием синхротронов третьего поколения (США [APS], Франция [ESRF], Япония [SPring8]), предлагающих соответствующее пространственное разрешение карты, позволяющее выполнять количественные элементные изображения гидратированных биологических образцов с субмикронным разрешением. Более того, микроскопия SXRF может предоставить информацию о степени окисления элемента и даже о координационной среде (спектроскопия микро-XANES; Shahata et al., 2015). Техника синхротронной рентгеновской флуоресценции точно описана в следующих исследовательских и обзорных статьях (James et al., 2011; Majumdaz et al., 2012; Pushie et al., 2014; Niemiec et al., 2015; Takano et al., 2017). Для картирования небольших участков может применяться традиционная двухточечная рентгеновская флуоресцентная визуализация, но для картирования больших областей быстрое сканирование рентгеновского флуоресцентного картирования (RS-XRF) с использованием соответствующего программного обеспечения может существенно сократить время сканирования. (Фарни, 2007).

    XRF успешно применяется в диагностике. Wandzilak et al. (2015) доказали статистически значимую взаимосвязь между концентрацией отдельных элементов, таких как P, S, Ca и Fe, и тяжестью рака.Авторы показали, что изменение концентрации этих элементов связано со степенью злокачественности опухоли. Полученные результаты позволяют предположить, что исследованные переходные металлы играют важную роль в канцерогенезе. Другим примером очень полезного применения вышеупомянутого метода является определение изменений P, S, K, Ca, Fe, Cu, Zn и Se, происходящих в гиппокампе в результате кетогенной диеты с высоким содержанием жиров и углеводов ( К.Д.) (Снигирева, Снигирев, 2006).В другой статье (Miller et al., 2006) описан метод визуализации пространственного распределения выбранных металлов (Ca, Fe, Cu и Zn) в мозге мыши, моделирующей болезнь Альцгеймера, с помощью синхротронного излучения (SR). на основе рентгенофлуоресцентного анализа (XRF). Благодаря микрозонду с синхротронной рентгеновской флуоресценцией (SXRF), накопление ионов металлов, таких как железо (Fe), медь (Cu) и цинк (Zn), было подтверждено в ткани мозга пациентов с болезнью Альцгеймера (AD) (Tiiman et al. , 2013). Некоторые исследования описывают быстрое сканирование рентгеновской флуоресценции (RS-XRF) для измерения содержания железа в срезах мозга от болезни Паркинсона (PD) и ряда нейродегенеративных заболеваний (Kikuchi et al., 2004; Ян и др., 2005).

    Люминесцентные зонды

    В последнее время наблюдается рост количества флуоресцентных зондов ионов металлов, получаемых путем комбинирования флуорофора с известным хелатирующим агентом с ионами металлов. Датчики флуоресценции основаны на механизмах гашения или переключения флуоресценции, известных как «датчики выключения» или «включение», соответственно. Зонды «включения» оказываются более эффективными для конкретных событий, в основном из-за повышенной чувствительности и уменьшения количества ложноположительных сигналов.Флуоресцентные зонды, поглощающие свет определенной длины волны и испускающие свет, как правило, с большей длиной волны, могут использоваться в качестве маркера для микроскопического анализа. Этот метод использовался для визуализации малых молекул в живых клетках в реальном времени (Chen et al., 2013; Takano et al., 2017). Оказалось, что он эффективен для нацеливания на сульфановую серу, что было представлено в исследовании, проведенном Gao et al. (2018). Благодаря тому, что их зонды имели глубокое проникновение в ткани и минимальное вмешательство от фоновой автофлуоресценции, а также свойства нацеливания на митохондрии, они смогли обеспечить in vivo визуализацию сульфановой серы в живых клетках.Это также позволило обнаружить изменения уровня сульфановой серы.

    Nandre et al. показали эффективный «включающий» флуоресцентный зонд BTP-1 на основе бензотиазолопиримидина для выборочного измерения и мониторинга изменений Fe 3+ в живых клетках. Оказалось, что он имеет отличную селективность и низкий предел обнаружения, а также низкую стоимость и простоту приготовления (Takano et al., 2017; Gao et al., 2018).

    Еще один «включающий» флуоресцентный зонд BOD-NHOH, основанный на окислении гидроксиламина, был предложен Wang et al.(Nandre et al., 2014) для оценки уровней внутриклеточных ионов трехвалентного железа.

    NAA

    Метод использует явление преобразования стабильных ядерных ядер в радиоактивные и измерение характеристического излучения, испускаемого этими ядрами. Преимущество метода в том, что он неразрушающий, обеспечивает высокую чувствительность и возможность одновременного определения 50–65 элементов, имеет низкий предел обнаружения и не требует предварительной подготовки образца. Одним из наиболее важных преимуществ является то, что большинство матриц образцов кажутся «прозрачными» во время активации.Это связано с тем, что основные элементы, составляющие матрицу образца (водород, углерод, кислород, азот, фосфор и кремний), не образуют радиоактивных изотопов. Это свойство делает НАА методом, характеризующимся высокой чувствительностью при определении микроэлементов — когда кажется, что матричные элементы отсутствуют, нет оснований для вмешательства. Недостаток метода в том, что он трудоемкий и трудоемкий. Все радиоактивные изотопы имеют разное время полураспада и могут быть разделены на три категории: нуклиды с коротким временем после делящегося пробоя (время может быть меньше секунды и длиться до нескольких часов), нуклиды со средним временем полураспада. -распад (время может составлять от 10 ч до нескольких дней), нуклиды с большим периодом полураспада (от нескольких дней до нескольких недель или даже месяцев).Кроме того, метод NAA предоставляет информацию об общей концентрации элементов, без различия их химической формы и / или физического состояния; некоторые элементы невозможно определить, например, Pb; поскольку в их случае требуется доступ к ядерному реактору.

    NAA был применен Leite et al. Для оценки концентраций выбранных элементов в тканях мозга здоровых людей и людей с деменцией. (Wang et al., 2012). В тканях гиппокампа и лобной коры определяли концентрации следующих элементов: Br, Fe, K, Na, Rb, Se и Zn.Вышеупомянутое исследование подтвердило, что NAA является полезным методом анализа человеческого мозга. Исследование доказало, что высокие концентрации Fe и Zn в гиппокампе могут быть причиной нейродегенеративных заболеваний. В другой работе использовался нейтронно-активационный анализ (NAA) для определения Na, K, Rb и Cs в образцах мозга пациентов с БА (Bélavári et al., 2005). Авторы сравнили метод NAA с экспресс-спектрохимическими методами, такими как ICP-AES и ICP-MS. Они отметили хорошее соответствие между применяемыми методами для Na, K и Rb, тогда как уровни цезия показали более высокие различия.Распределение Na, K, Rb и Cs в головном мозге человека было выполнено с помощью инструментального нейтронно-активационного анализа Bélavári et al. (2004). Авторы наблюдали неоднородное распределение натрия, тогда как равномерное распределение K, Rb и Cs было доказано. Авторы измерили следующие концентрации: 7440 мкг Na g -1 сухой массы, 12 800 мкг K g -1 , 14 мкг Rb g -1 и 50 нг Cs g -1 . Кроме того, они обнаружили сильную статистическую значимость между содержанием Rb и Cs в ткани мозга.

    PIXE

    Этот метод основан на использовании так называемого тормозного излучения. Образец, подвергнутый ионной бомбардировке (для этого чаще всего используются протоны, образующиеся в ускорителе с энергией в несколько МэВ), начинает излучать в рентгеновском поле, характерном для составных элементов. Интенсивность этого излучения является мерой содержания отдельных аналитов в образце. Излучение возникает в результате удаления электронов из внутренних электронных оболочек атомов, составляющих образец.Электроны из более высоких оболочек, следовательно, с более высокой энергией, дополняют промежутки потерянных электронов, занимая их место и испуская избыточную энергию в виде характеристического рентгеновского излучения.

    INAA

    Метод нейтронной активации отличается особенно высокой точностью, а также низким пределом обнаружения и определения. По этим причинам его часто используют при приготовлении аналитических стандартов. Он заключается в бомбардировке испытуемого образца пучком нейтронов.Чаще всего они производятся в специальных генераторах и имеют начальную энергию ~ 14 МэВ. В результате процессов торможения легких элементов их энергия может быть адаптирована к текущим аналитическим потребностям. Нейтроны из-за несжатых столкновений с ядрами образца вызывают образование искусственных радионуклидов. Интенсивность характерного ядерного излучения образующихся нуклидов измеряется и сравнивается с радиоактивностью применяемого стандарта. Исходя из этого, можно определить содержание отдельных элементов в выборке.

    В литературе есть сообщения об исследованиях по определению элементов в образцах мозга человека, проводимых для сравнения ядерных и спектроскопических методов. Andrási et al. (1999) описали в своей работе содержание Cu, Fe, Mn, Zn, Cd, Pb с помощью ICP-AES, GFAAS и INAA. Полученные результаты позволяют утверждать, что эти методы адекватны для определения перечисленных выше элементов. Единственным исключением был анализ содержания Cd и Pb методом INAA. В этом случае появились ограничения на предел определения.

    В исследовании (Császma et al., 2003) была проведена оценка эффективности нескольких методов определения содержания Mo и Mn. Содержание молибдена исследовали методами ETAAS и ICP-MS, а содержание марганца дополнительно проверяли с помощью ICP-AES и NAA. Вышеупомянутые методы сравнивались по точности, прецизионности, пределу обнаружения, времени анализа и необходимому количеству пробы. Полученные результаты показали, что как метод ETAAS, так и метод ICP-MS подходят для анализа содержания Mo на уровне нг / мл, однако в случае метода ETAAS необходимо концентрировать образец, что увеличивает время анализа. .Что касается содержания Mn, все оцененные методы (ETAAS, ICP-AES, ICP-MS и NAA) оказались адекватными. Для обоих проанализированных элементов, независимо от используемого метода, были получены результаты.

    Подготовка проб

    В отличие от методов спектроскопии, образцы, используемые в ядерном анализе, не минерализованы, поскольку для этих методов требуется твердый образец. Ткани сушат, иногда окисляют перед сушкой азотистой кислотой, а затем просто измельчают для пелеттинга. Чтобы избежать разложения ткани, иногда предпочтительна лиофилизация.Простота пробоподготовки может быть воспринята как преимущество этих методов.

    Распределение микроэлементов

    Данные, представленные в таблице 3, показывают, что для количественного и качественного анализа элементов в образцах головного мозга человека чаще всего используются методы ICP-MS и ICP-AES. В основном это связано с низкими пределами количественной оценки этих методов, способностью определять большинство элементов таблицы Менделеева и относительно коротким временем анализа. Содержание щелочных металлов чаще всего определяют методами FAES, ICP-MS, NAA и INAA.Активационный анализ также используется для определения редкоземельных элементов. Для определения распределения отдельных элементов используются методы SEM-EDS. Анализ видообразования элементов, обнаруженных в головном мозге человека, может быть выполнен с использованием комбинированных методов, таких как ВЭЖХ-ИСП-МС. Чтобы читатели могли иметь некоторые эталонные значения, ниже будут описаны наиболее важные микроэлементы с примерами анализа.

    Таблица 3 . Литературные значения (на сухой вес) различных микроэлементов в разных частях мозга человека.

    Утюг

    Железо всасывается в кишечнике за счет активности ферриредуктазы на просветной стороне и переносчика двухвалентного металла 1 на апикальной мембране энтероцитов (Gunshin et al., 1997) и регулируется в зависимости от уровней железа.

    Являясь кофактором в синтезе миелина, а также нейротрансмиттеров, и из-за своей роли в окислительном метаболизме (индуктор активных форм кислорода) железо играет важную роль в правильном функционировании мозга.Он участвует в транспорте кислорода, метаболизме глюкозы, транспорте электронов, синтезе миелина, нейротрансмиттеров и репликации ДНК. К сожалению, чрезмерное накопление железа может привести к образованию высокореакционных гидроксильных радикалов.

    Транспортировка железа в ткань мозга зависит от ранее упомянутого гематоэнцефалического барьера и гематоэнцефалического барьера. Доступ железа в плазме ограничен ГЭБ, поэтому ионы переносятся в мозг трансферрином плазмы через взаимодействие между циркулирующим трансферрином и рецепторами трансферрина (TfR) (Burk et al., 2014) в капиллярах из-за высокой плотности TfR в эндотелиальных клетках капилляров (Connor, 1994). После высвобождения железа в эндотелиальных клетках апо-трансферрин попадает в кровоток.

    В мозговой ткани железо можно разделить на гемовое и негемовое железо, и это было впервые обнаружено с помощью гистохимического анализа (берлинская лазурь или окраска Перлса). Гемовое железо содержится в гемоглобине, негемовое железо присутствует в металлопротеинах, низкомолекулярных комплексах, запасных белках и ионном железе.Однако нет возможности подсчитать гемовую и негемовую фракцию железа после минерализации при выполнении анализа любыми вышеупомянутыми методами.

    Железо можно найти в основном в областях мозга, ответственных за двигательные функции, где было обнаружено в два-три раза больше железа (Zecca et al., 2004). Попеску и др. (2009a) сообщают, что структуры серого вещества содержат больше железа, чем структуры белого вещества. Самая высокая концентрация железа была обнаружена в бледном шаре, черной субстанции, скорлупе, хвостатом ядре, красном ядре, зубчатом ядре и голубом пятне, что может указывать на уязвимость этих структур к воздействию нарушения уровней железа при двигательных расстройствах (Dexter et al. ., 1989; Haacke et al., 2005; Попеску и др., 2009b).

    Stüber et al. (2014) выполнили картирование железа с помощью МРТ. Внутри моторной / соматосенсорной коры было обнаружено, что распределение железа имеет ламинарную структуру в сером веществе, перекрывая миелинизированные полосы Байларгера. Более того, присутствовала узкая полоса, богатая железом, в белом веществе, близко к границе с корой, и неравномерное распределение в других областях белого вещества. Зрительная кора также имела участки с высокой концентрацией железа, в основном в полосатом теле.

    Медь

    Медь поступает перорально из ежедневного рациона и выводится через желчевыводящие пути. Он попадает в мозг из периферической меди через гематоэнцефалический барьер и / или гематоэнцефалический барьер. Медь транспортируется в паренхиму мозга через ГЭБ в основном в виде свободного иона, где она утилизируется и высвобождается в спинномозговую жидкость. Эпителиальные клетки сосудистой оболочки поглощают медь из спинномозговой жидкости, и, таким образом, определяется гомеостаз меди (Zheng and Monnot, 2012). Как и железо, медь является компонентом / кофактором различных ферментов, которые играют решающую роль в биологических реакциях, таких как антиоксидант, энергетический метаболизм, метаболизм железа, нейропептид (фермент пептидилглицин-α-амидирующий) и нейротрансмиттер (дофамин-β- моноксигеназы) (Scheiber, Dringen, 2013).

    Высокие уровни меди были обнаружены в черной субстанции, голубом цвете (оба содержат катехоламинергические клетки) (Davies et al., 2013), зубчатом ядре, базальных ганглиях, гиппокампе и мозжечке (Warren et al., 1960; Becker et al. , 2007b, Popescu et al., 2009a, c).

    Было обнаружено, что в сером веществе концентрация меди выше, чем в белом (Dobrowolska et al., 2008), однако уровни меди в таламусе были ниже, чем в любых других регионах серого вещества (Smeyers-Verbeke et al., 1974). Беккер и Салвер утверждают, что глиальные клетки имеют более высокий уровень меди, чем нейроны (Becker and Salber, 2010), в основном в желудочковой области мозга (Szerdahelyi and Kása, 1986).

    Цинк

    Цинк — чрезвычайно важный элемент, который требуется почти 300 ферментам для их правильного действия. Цинк выходит из ткани мозга в основном в составе металлопротеинов (90%) (Frederickson, 1989) и в пресинаптических пузырьках (Howell and Frederickson, 1990) (он играет роль в синаптической нейротрансмиссии и служит эндогенным нейромодулятором различных рецепторов). ).

    Сыворотка содержит три различные формы цинка: низкомолекулярную форму, связанную с лигандом, свободный ион Zn2 + и форму, связанную с белком (в основном с альбумином), которая является самым большим компонентом цинка в сыворотке.

    Транспортировка цинка в мозг зависит от ГЭБ и гемато-спинномозгового барьера. Из-за неполного развития ГЭБ в раннем постнатальном периоде цинк, связанный и не связанный с белками, может свободно проходить через ГЭБ. Есть четыре предполагаемых переносчика цинка (ZnT-1 – ZnT-4), которые, как предполагается, переносят цинк, особенно ZnT-1, связанный с оттоком цинка (Tsuda, 1997).Предполагается, что комплекс 65Zn-гистидин более стабилен в спинномозговой жидкости, чем в сыворотке, и связан с высоким захватом Zn паренхиматозными клетками головного мозга.

    Цинк стабилизирует структуру миелина и, следовательно, высококонцентрирован в белом веществе (Popescu et al., 2009a). Высокие уровни этого металла были также обнаружены в гиппокампе (в области ворот и слое просвета) и миндалине (особенно в миндалопириформном переходе и в переходных областях миндалогиппокампа), которые богаты цинцергическими нейронами (Mocchegiani et al., 2005), а также в зубчатой ​​извилине.

    Селен

    Это очень важный элемент, который участвует в различных функциях мозга, таких как двигательная активность, координация, память и познание, а также действует как нейротрансмиттер. В отличие от других следов металлов, селен существует как компонент аминокислоты селеноцистеина. Он обладает защитными свойствами против окислительного повреждения (Burk et al., 2014), поэтому дефицит селена может вызвать необратимые изменения в нейрональных клетках.

    Обнаружено, что ткань мозга бедна селеном.Как сообщают исследования, серое вещество имеет более высокие концентрации Se, чем белое вещество (Caito et al., 2011). Ramos et al. (2015) в своем исследовании сообщили о высоком уровне селена в скорлупе и нижней теменной доле. В разных исследованиях упоминались хвостатое ядро, скорлупа, бледный шар (Ejima et al., 1996), задняя затылочная доля, червяк мозжечка (Höck et al., 1975). Сообщалось о более низких уровнях Se в гиппокампе, миндалине, а также в мозговом веществе и мозжечке (Ramos et al., 2015).

    Марганец

    Это элемент, который позволяет функционировать множеству различных семейств ферментов, таких как трансферазы, изомеразы, лигазы, гидролазы, трансферазы и оксидоредуктазы.Среди множества различных функций Mn участвует в регуляции уровня сахара в крови, выработке клеточной энергии, воспроизводстве, пищеварении, росте костей, свертывании крови, иммунной функции, метаболизме аминокислот, липидов, белков и углеводов, гликозилировании белков и детоксикации. супероксидных свободных радикалов (Markesbery et al., 1984; Aschner, Aschner, 2005; Roth, 2006). Он всасывается из кишечника и выводится с желчью.

    Было доказано, что чрезмерное потребление марганца вызывает болезнь Паркинсона и деменцию.Mn в основном сосредоточен в бледном шаре, гипоталамусе, хвостовом ядре, шишковидном теле и скорлупе (Martinez-Finley et al., 2013). Более того, было обнаружено, что структуры серого вещества в мозжечке содержат более высокие уровни Mn, чем структуры серого вещества в головном мозге. С другой стороны, низкие уровни Mn были обнаружены в колене мозолистого тела, ножке головного мозга, кортикоспинальном тракте, пирамиде и мозговом теле мозжечка. Было обнаружено, что паллидальный индекс является эффективным биомаркером для диагностики ранних нейротоксических эффектов Mn (Aschner et al., 2005).

    Кадмий

    Есть два способа адсорбции кадмия в головном мозге: через обонятельный путь, через слизистую носа или путем нарушения проницаемости ГЭБ (Li et al., 2014). Более того, он способен передаваться к плоду через плаценту и был обнаружен в грудном молоке во время лактации (López et al., 2006). Cd влияет на ткань мозга, повреждая ДНК, перекисное окисление липидов (Li et al., 2014), изменяя гомеостаз кальция и нарушая работу различных нейротрансмиттеров (Korpela et al., 1986; Лю и др., 2008).

    Согласно исследованию, проведенному Rajan et al. (1997) самые высокие уровни Cd были обнаружены в таламусе, мозжечке и гиппокампе. Он был обнаружен в сосудистом сплетении в высоких концентрациях, почти в 2–3 раза выше, чем в коре головного мозга (Manton, Cook, 1984).

    Свинец

    Свинец — это элемент группы IVa, особенно вредный для тканей мозга, функция которого в организме человека неизвестна. Pb влияет на передачу сигналов в клетке (через изменения в окислительно-восстановительном статусе клетки, влияя на вторичные мессенджеры, взаимодействующие с белковыми компонентами сигнального каскада), на окислительно-восстановительный статус клетки (через воздействие на продукцию активных форм кислорода и активных форм азота) и нейротрансмиссию (нарушение функции ацетилхолиноэстеразы. , моноаминооксидаза, тирозингидроксилаза, а также снижение уровней норадреналина, адреналина и дофамина в гиппокампе, мозжечке и коре головного мозга).Согласно исследованию, проведенному Rajan et al. (1997) самые высокие уровни Pb были обнаружены в гипоталамусе.

    Выводы

    Похоже, что посмертный анализ человеческого мозга может значительно занять его место в аналитической химии из-за его более широкого и широкого использования для понимания многих болезней. Поскольку мозг не является простой матрицей для такой процедуры и существует множество аналитических методов определения микроэлементов, текущий обзор может стать отправной точкой для выбора подходящего метода, решения общих проблем и определения количества различных микроэлементов. можно найти в проанализированных образцах.

    Контроль микроэлементов, особенно их пространственного распределения, имеет решающее значение для полного выяснения их биохимической значимости. Многие аналитические методы количественного картирования микроэлементов в клеточной биологии могут применяться в качестве полезного инструмента для изучения внутриклеточного распределения ионов металлов, сопровождающего развитие различных заболеваний. В настоящее время спектрофотометрия, несмотря на такие факторы, как низкая стоимость приборов или простота в обращении, остается распространенной методикой только в лабораториях развитых стран.Прогресс в области колориметрического определения ионов металлов в образцах биологического происхождения, несомненно, является новым предложением и применением химических сенсоров. Это автономные устройства, которые могут обеспечивать измеримый физический сигнал, связанный с химическим составом окружающей среды. Недавно были описаны металлоорганический каркас на основе Zr (UiO-66) или мезопористый TiO 2 в качестве твердых химических носителей для дитизона (Dz) для чувствительного и селективного распознавания следовых уровней некоторых токсичных ионов металлов, таких как Cu (II). , Pb (II), Hg (II) и Cd (II) при 10 -9 моль / дм 3 в посмертных биологических образцах (Shahat et al., 2013; Шахата и др., 2015).

    Однако в настоящее время доступны более сложные аналитические методы с соответствующей чувствительностью для оценки и определения микроэлементов в биологических условиях. Мы можем перечислить масс-спектрометрию с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS), масс-спектрометрию вторичных ионов (SIMS), атомно-эмиссионную спектроскопию (AE), которые могут применяться для получения точных измерений металлов даже при низких концентрациях. Эти методы, однако, требуют выделения и очистки интересующих клеточных структур для оценки распределения металлов и видообразования.Этот этап анализа часто связан с невыгодным процессом, связанным с загрязнением образца артефактами. Кроме того, эти методы не обладают достаточной пространственной чувствительностью и полностью разрушают анализируемую ткань.

    Таким образом, неразрушающие методы визуализации под микроскопом, по-видимому, лучше подходят для изучения субклеточного распределения ионов металлов. Хотя использование XFM или рентгеновской флуоресцентной микроскопии на основе синхротрона (SXRF, SRIXE или microXRF) в биомедицинских исследованиях тканей даже отдельных клеток стало обычным явлением в последние годы, подготовка образцов все еще остается неясной и может быть источником артефактов. (Джеймс и др., 2011). Однако следует подчеркнуть, что точное определение элементов с использованием записанных спектров требует соответствующей калибровки и соответствующих рабочих условий. Более того, с помощью мембранных диффузионных флуоресцентных зондов можно оценить термодинамическую и кинетическую доступность ионов металлов (Kikuchi et al., 2004; Yang et al., 2005). Применение рентгеновской флуоресцентной микрозондовой визуализации в биологии и медицине является темой интересных обзорных статей (Paunesku et al., 2006).

    Авторские взносы

    Все перечисленные авторы внесли существенный, прямой и интеллектуальный вклад в работу и одобрили ее к публикации.

    Заявление о конфликте интересов

    Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

    Список литературы

    Андраши, Э., Игаз, С., Собошлай, Н., Фаркаш, Э., и Айтоны, З. (1999). Несколько методов определения тяжелых металлов в мозге человека. Spectrochim. Acta B Atom. Спектроск . 54, 819–825. DOI: 10.1016 / S0584-8547 (99) 00039-7

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Андраси, Э., Орос, Л., Безур, Л., Эрнией, Л., и Мольнар, З. (1995). Нормальный анализ человеческого мозга. Microchem. J . 51, 99–105. DOI: 10.1006 / mchj.1995.1013

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ашнер М., Эриксон К.М., и Дорман, Д. К. (2005). Дозиметрия марганца: видовые различия и влияние на нейротоксичность. Критик. Ред. Toxicol . 35, 1–32. DOI: 10.1080 / 10408440590

    0

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Барцокис, Г., Тишлер, Т. А., Лу, П. Х., Виллабланка, П., Альтшулер, Л. Л., Картер, М., и др. (2007). Железо ферритина мозга может влиять на возрастные и гендерные риски нейродегенерации. Neurobiol. Старение 28, 414–423.DOI: 10.1016 / j.neurobiolaging.2006.02.005

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Батиста, Б. Л., Грот, Д., Родригес, Дж. Л., де Оливейра Соуза, В. К. и Барбоса, Ф. мл. (2009). Определение микроэлементов в биологических образцах методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой с солюбилизацией гидроксида тетраметиламмония при комнатной температуре. Анал. Чим. Acta 646, 23–29. DOI: 10.1016 / j.aca.2009.05.022

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Беккер, Дж.С., Беккер, Дж. С., Зорий, М. В., Добровольска, Дж., И Матуш, А. (2007a). Визуализирующая масс-спектрометрия биологических тканей методом лазерной абляции масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой. Eur. J. Масс-спектрометрия 13, 1–6. DOI: 10.1255 / ejms.833

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Беккер, Дж. С., Булига, С. Ф., Пикхард, К., Беккер, Дж., Буддрус, С., и Пшибилски, М. (2003). Определение фосфора в небольших количествах образцов белка с помощью ICP-MS. Анал. Биоанал. Chem . 375, 561–566. DOI: 10.1007 / s00216-002-1737-5

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Беккер, Дж. С., Зальбер, Д. (2010). Новые масс-спектрометрические инструменты в исследовании мозга. Trends Anal. Chem . 29, 966–979. DOI: 10.1016 / j.trac.2010.06.009

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Беккер, Дж. С., Зорий, М., Беккер, Дж. С., Пикхард, К., и Пшибилски, М. (2004). Определение фосфора и металлов в белках головного мозга человека после выделения с помощью гель-электрофореза с помощью лазерной абляции масс-спектрометрии с источником индуктивно связанной плазмы. J. Anal. Атом. Спектром. 19, 149–152. DOI: 10.1039 / b311274h

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Беккер, Дж. С., Зорий, М., Пшибыльски, М., и Беккер, Дж. С. (2007b). Масс-спектрометрическая протеомика головного мозга высокого разрешения с помощью MALDI-FTICR-MS в сочетании с определением P, S, Cu, Zn и Fe с помощью LA-ICP-MS. Внутр. J. Mass Spectrometry 261, 68–73. DOI: 10.1016 / j.ijms.2006.07.016

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Беккер, Дж.С., Зорий, М. В., Пикхард, К., Паломеро-Галлахер, Н., и Зиллес, К. (2005). Получение изображений меди, цинка и других элементов в тонком срезе образцов человеческого мозга (гиппокампа) с помощью масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой с лазерной абляцией. Анал. Chem . 77, 3208–3216. DOI: 10.1021 / ac040184q

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Беловари К., Андраши Э., Мольнар З. и Гавлик Д. (2004). Определение распределения Na, K, Rb и Cs в головном мозге человека с помощью нейтронно-активационного анализа. Microchim. Acta 146, 187–191. DOI: 10.1007 / s00604-004-0219-1

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Беловари, К. С., Андраши, Э., Мольнар, З. С., и Берталан, Э. (2005). Определение щелочных металлов в контрольных образцах головного мозга и при БА разными методами. Microchem. J. 79, 367–373. DOI: 10.1016 / j.microc.2004.05.001

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Бодзон-Кулаковска, А., Бержинская-Кшисик, А., Дылаг, Т., Драбик, А., Судер П., Нога М. и др. (2007). Методы пробоподготовки в протеомных исследованиях. J. Chromatogr. В 849, 1–31. DOI: 10.1016 / j.jchromb.2006.10.040

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Браун, Р. Дж. К., и Милтон, М. Дж. Т. (2005). Аналитические методы анализа микроэлементов: обзор. Trends Anal. Chem . 24, 266–274. DOI: 10.1016 / j.trac.2004.11.010

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Бурк Р.Ф., Хилл, К. Е., Мотли, А. К., Уинфри, В. П., Курокава, С., Митчелл, С. Л. и др. (2014). Селенопротеин P и рецептор-2 аполипопротеина е взаимодействуют через гематоэнцефалический барьер, а также внутри мозга, чтобы поддерживать необходимый пул селена, который защищает от нейродегенерации. FASEB J . 28, 3579–3588. DOI: 10.1096 / fj.14-252874

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Кайто, С. В., Милатович, Д., Хилл, К. Э., Ашнер, М., Бурк, Р. Ф. и Валентин, В.М. (2011). Прогрессирование нейродегенерации и морфологических изменений в мозге молодых мышей с удаленным селенопротеином P. Brain Res . 1398, 1–12. DOI: 10.1016 / j.brainres.2011.04.046

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Чен В., Лю К., Пэн Б., Чжао Ю., Пачеко А. и Сянь М. (2013). Новые флуоресцентные датчики сульфановой серы и их применение в биоимиджинге. Chem. Sci . 4, 2892–2896. DOI: 10.1039 / C3SC50754H

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Коннор, Дж.Р. (1994). Регуляция железа в головном мозге на клеточном и молекулярном уровне. Adv. Exp. Med. Биол . 356, 229–238.

    PubMed Аннотация | Google Scholar

    Корбин, Б. Д., Сили, Э. Х., Рааб, А., Фельдманн, Дж., Миллер, М. Р., Торрес, В. Дж. И др. (2008). Хелатирование металлов и подавление роста бактерий в тканевых абсцессах. Наука 319, 962–965. DOI: 10.1126 / science.1152449

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Császma, I., Андраши, Э., Ластити, А., Берталан, Э., и Гавлик, Д. (2003). Определение Mo и Mn в образцах мозга человека разными методами. J. Anal. Атомный спектр. 18, 1082–1087. DOI: 10.1039 / b301732j

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Дальберг, Д., Иванович, Дж., Мариуссен, Э., и Хассель, Б. (2015). Высокие внеклеточные уровни калия и микроэлементов в абсцессе головного мозга человека. Neurochem. Инт . 82, 28–32. DOI: 10.1016 / j.neuint.2015.02.003

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Дэвис, К. М., Хейр, Д. Дж., Коттам, В., Чен, Н., Хилгерс, Л., Холлидей, Г. и др. (2013). Локализация меди и переносчиков меди в головном мозге человека. Металломика 5, 43–51. DOI: 10.1039 / c2mt20151h

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Депбойлу К., Матуш А., Трибл Ф., Зорий М., Мишель П. П., Ридерер П. и др. (2007). Глия защищает нейроны от внеклеточного нейромеланина человека. Neuro Degener. Dis . 4, 218–226. DOI: 10.1159 / 000101846

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Декстер, Д. Т., Уэллс, Ф. Р., Ли, А. Дж., Эджид, Ф., Эджид, Ю., Дженнер, П. и др. (1989). Повышенное содержание черного железа и изменения ионов других металлов, происходящие в головном мозге при болезни Паркинсона. Дж. Нейрохим . 52, 1830–1836. DOI: 10.1111 / j.1471-4159.1989.tb07264.x

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Добровольская, Ю., Dehnhardt, M., Matusch, A., Zoriy, M., Palomero-Gallagher, N., Koscielniak, P., et al. (2008). Количественное отображение цинка, меди и свинца в трех различных областях человеческого мозга с помощью масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой с лазерной абляцией. Таланта 74, 717–723. DOI: 10.1016 / j.talanta.2007.06.051

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Duflou, H., Maenhaut, W., and De Reuck, J. (1989). Региональное распределение калия, кальция и шести микроэлементов в нормальном мозге человека. Neurochem. Res . 14, 1099–1112. DOI: 10.1007 / BF00965616

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Даррант, С. Ф. (1999). Лазерная абляция масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой: достижения, проблемы, перспективы. J. Anal. Атом. Спектром. 14, 1385–1403. DOI: 10.1039 / a5h

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Эдзима А., Ватанабэ К., Кояма Х., Мацуно К. и Сато Х. (1996). Определение селена в головном мозге человека атомно-абсорбционной спектрометрией в графитовой печи. Biol. Микроэлемент Res . 54, 9–21. DOI: 10.1007 / BF02785316

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Faa, G., Lisci, M., Caria, M. P., Ambu, R., Sciot, R., Nurchi, V. M., et al. (2001). Хранение в мозге меди, железа, магния, цинка, кальция, серы и фосфора при болезни Вильсона. J. Trace Elements Med. Биол . 15, 155–160. DOI: 10.1016 / S0946-672X (01) 80060-2

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Фарни, К.(2007). Биологические приложения рентгеновской флуоресцентной микроскопии: изучение субклеточной топографии и видообразования переходных металлов. Curr. Opin. Chem. Биол. 11, 121–127. DOI: 10.1016 / j.cbpa.2007.02.039

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Gała̧ zka-Friedman, J., Bauminger, E. R., Szlachta, K., Koziorowski, D., Tomasiuk, R., Jaklewicz, A., et al. (2011). Железо при болезни Альцгеймера и контрольном гиппокампе — Мессбауэра, исследования атомной абсорбции и ELISA. Acta Phys. Pol. А 119, 81–83. DOI: 10.12693 / APhysPolA.119.81

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Галлорини, М. (1995). Стандартные справочные материалы и обеспечение качества данных: урок анализа микроэлементов. Toxicol. Lett . 77, 209–212. DOI: 10.1016 / 0378-4274 (95) 03294-0

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Галлорини М. и Апостоли П. (1996). Стандартные справочные материалы и обеспечение качества данных при биомедицинском анализе микроэлементов. Biol. Микроэлемент Res . 52, 263–272. DOI: 10.1007 / BF02789167

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Гао, М., Ван, Р., Ю, Ф., Ю, Дж. И Чен, Л. (2018). Визуализация и оценка сульфановой серы при острой ишемии головного мозга с использованием нацеленного на митохондрии флуоресцентного зонда в ближнем инфракрасном диапазоне. J. Mater. Chem. B 6, 2608–2619. DOI: 10.1039 / C7TB03200E

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Голдберг, В. Дж., И Аллен, Н.(1981). Определение Cu, Mn, Fe и Ca в шести областях нормального мозга человека с помощью атомно-абсорбционной спектроскопии. Clin. Chem . 27, 562–564.

    PubMed Аннотация | Google Scholar

    Грейнер А.С., Чан С.С. и Николсон Г.А. (1975). Определение содержания кальция, меди, магния и цинка в идентичных областях полушарий головного мозга человека в норме. Clin. Чим. Acta 61, 335–340. DOI: 10.1016 / 0009-8981 (75) -4

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Гуншин, Х., Маккензи, Б., Бергер, У. В., Гуншин, Ю., Ромеро, М. Ф., Борон, В. Ф. и др. (1997). Клонирование и характеристика переносчика ионов металлов, связанных с протонами, у млекопитающих, Nature 388, 482–488. DOI: 10.1038 / 41343

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Хааке, Э. М. Н., Ченг, Ю. К., Хаус, М. Дж., Лю, К., Нилавалли, Дж., Обенаус, А., и др. (2005). Визуализация запасов железа в головном мозге с помощью магнитно-резонансной томографии. Magn. Резон. Imaging 23, 1–25.DOI: 10.1016 / j.mri.2004.10.001

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Харрисон В. В., Нетски М. Г. и Браун М. Д. (1968). Микроэлементы в мозге человека: медь, цинк, железо и магний. Clin. Чим. Acta 21, 55–60. DOI: 10.1016 / 0009-8981 (68)

  • -7

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Хэ М., Хуан Л., Чжао Б., Чен Б. и Ху Б. (2017). Современные функциональные материалы в твердофазной экстракции для определения микроэлементов и их разновидностей методом ICP-MS — обзор. Анал. Чим. Acta 973, 1–24. DOI: 10.1016 / j.aca.2017.03.047

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Hebbrecht, G., Maenhaut, W., and Reuck, J. D. (1999). Микроэлементы мозга и старение. Nucl. Instr. Методы Phys. Res. П. B Луч Взаимодействие. Матер. Атомы 150, 208–213. DOI: 10.1016 / S0168-583X (98) 00938-0

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Хинрикс, Л. Т., Хместер, Дж., И Уиллс, М. Дж. (2007). Одновременное определение содержания фосфора и серы с помощью ВЭЖХ с сопряжением с ИСП-МС высокого разрешения.Примечание по применению 30076 . Thermo FIsher Scientific.

    Хёк А., Деммель У., Шича Х., Касперек К. и Файнендеген Л. Э. (1975). Концентрация микроэлементов в мозге человека: активационный анализ кобальта, железа, рубидия, селена, цинка, хрома, серебра, цезия, сурьмы и скандия. Мозг 98, 49–64. DOI: 10.1093 / мозг / 98.1.49

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Хауэлл, Г. А., и Фредериксон, К. Дж. (1990). Метод ретроградного транспорта для картирования систем цинк-содержащих волокон в головном мозге. Brain Res . 515, 277–286. DOI: 10.1016 / 0006-8993 (90)

    -D

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Хатчинсон, Р. У., Кокс, А. Г., Маклеод, К. В., Маршал, П. С., Харпер, А., Доусон, Э. Л. и др. (2005). Визуализация и пространственное распределение бета-амилоидного пептида и ионов металлов в бляшках Альцгеймера с помощью масс-спектрометрии с лазерной абляцией и индуктивно связанной плазмой. Анал. Биохим . 346, 225–233. DOI: 10.1016 / j.ab.2005.08.024

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Хайнд, М.Р., Леволь, Дж. М., Скотт, Х. Л. и Додд, П. Р. (2003). Биохимические и молекулярные исследования с использованием аутопсии ткани мозга человека. Дж. Нейрохим . 85, 543–562. DOI: 10.1046 / j.1471-4159.2003.01747.x

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Джеймс С. А., Майерс Д. Э., Де Йонге М. Д., Фогт С., Райан К. Г., Секстон Б. А. и др. (2011). Количественное сравнение методик подготовки к рентгенофлуоресцентной микроскопии ткани головного мозга. Анал.Биоанал. Chem . 401, 853–864. DOI: 10.1007 / s00216-011-4978-3

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Кёберл К. и Байер П. М. (1992). Концентрации редкоземельных элементов в тканях головного мозга человека и камнях в почках определены нейтронно-активационным анализом. J. Соединения сплавов 180, 63–70. DOI: 10.1016 / 0925-8388 (92)

  • -E

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Корпела, Х., Луенива, Р., Юрьянхейкки, Э., и Кауппила, А.(1986). Концентрации свинца и кадмия в материнской и пуповинной крови, околоплодных водах, плаценте и амниотических оболочках. Am. J. Obstetr. Гинеколь . 155, 1086–1089. DOI: 10.1016 / 0002-9378 (86) -X

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Корвела М., Линд А. Л., Веттерхолл М., Горд Т., Андерссон М. и Петтерссон Дж. (2016). Количественное определение 10 элементов в спинномозговой жидкости человека у пациентов с хронической болью со стимуляцией спинного мозга и без нее. J. Trace Elements Med. Биол . 37, 1–7. DOI: 10.1016 / j.jtemb.2016.06.003

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Krebs, N., Langkammer, C., Goessler, W., Ropele, S., Fazekas, F., Yen, K., et al. (2014). Оценка микроэлементов в мозге человека с помощью масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. J. Trace Elements Med. Биол . 28, 1–7. DOI: 10.1016 / j.jtemb.2013.09.006

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ли, Т.Г., Парк, Дж. В., Шон, Х. К., Мун, Д. В., Чой, В. В., Чанг, Дж. Х. и др. (2008). Биохимическая визуализация тканей с помощью SIMS для биомедицинских приложений. Заявл. Серфинг. Sci . 255, 1241–1248. DOI: 10.1016 / j.apsusc.2008.05.156

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Лейте Якоб-Филхо, В. Р. Э. П., Сайки, М., и Ферретти, Р. Е. Л. (2008). Определение микроэлементов в тканях мозга человека с помощью нейтронно-активационного анализа. J. Radioanal. Nucl. Chem. 278, 581–584.DOI: 10.1007 / s10967-008-1009-8

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Лесковян А.С., Ланциротти А. и Миллер Л.М. (2009). Амилоидные бляшки у мышей PSAPP связывают меньше металла, чем бляшки при болезни Альцгеймера человека. NeuroImage 47, 1215–1220. DOI: 10.1016 / j.neuroimage.2009.05.063

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ли, С. Дж., Цзян, Л., Фу, X., Хуанг, С., Хуанг, Ю. Н., Цзян, X. М., и др. (2014). Паллидальный индекс как биомаркер накопления марганца в мозге и связанный с уровнем марганца в крови: метаанализ. PLoS ONE 9: e0093900. DOI: 10.1371 / journal.pone.0093900

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Лю, Ю.-П., Ян, К.-С., и Цзэн, С.-Ф. (2008). Ингибирующая регуляция экспрессии транспортера глутамата аспартата (GLAST) в астроцитах за счет притока кальция, индуцированного кадмием. Дж. Нейрохим . 105, 137–150. DOI: 10.1111 / j.1471-4159.2007.05118.x

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Лопес, Э., Арсе, К., Осет-Гаске, М. Дж., Каньядас, С., и Гонсалес, М. П. (2006). Кадмий вызывает образование активных форм кислорода и перекисное окисление липидов в корковых нейронах в культуре. Free Radic. Биол. Мед . 40, 940–951. DOI: 10.1016 / j.freeradbiomed.2005.10.062

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Лум, Т.-С., и Сзе-Инь Леунг, К. (2016). Стратегии преодоления спектральных помех при обнаружении ICP-MS. J. Anal. Атом. Спектром. 31, 1078–1088.DOI: 10.1039 / c5ja00497g

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Мажумдаз, С., Перальта-Видеа, Дж. Р., Кастильо-Мишель, Х., Хонг, Дж., Рико, К. М., и Гардеа-Торресдей, Дж. Л. (2012). Применение синхротрона μ-XRF для изучения распределения биологически важных элементов в различных матрицах окружающей среды: обзор. Анал. Чим. Acta 755, 1–16, DOI: 10.1016 / j.aca.2012.09.050

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Мантон, В. И.и Кук Дж. Д. (1984). Измерение свинца в сыворотке и спинномозговой жидкости с высокой точностью (разведение стабильных изотопов). Br. J. Indus. Мед . 41, 313–319.

    PubMed Аннотация | Google Scholar

    Маркесбери, В. Р., Эманн, В. Д., Алауддин, М., и Хоссейн, Т. И. М. (1984). Концентрация микроэлементов в мозге при старении. Neurobiol. Старение 5, 19–28. DOI: 10.1016 / 0197-4580 (84) -2

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Мартинес-Финли, Э.Дж., Гэвин, К. Э., Ашнер, М., Гюнтер, Т. Э. (2013). Нейротоксичность марганца и роль активных форм кислорода. Free Radic. Биол. Мед . 62, 65–75. DOI: 10.1016 / j.freeradbiomed.2013.01.032

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Миллер Л., Ци, Ван, Теливала Т., Смит Р., Ланциротти А. и др. (2006). Инфракрасное и рентгеновское изображения на основе синхротрона показывают очаговое накопление Cu и Zn, локализованных вместе с b-амилоидными отложениями при болезни Альцгеймера. J. Struct. Биол. 155, 30–37 DOI: 10.1016 / j.jsb.2005.09.004

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Мирза А., Кинг А., Троакс К. и Эксли К. (2017). Алюминий в тканях мозга при семейной болезни Альцгеймера. J. Trace Elements Med. Биол . 40, 30–36. DOI: 10.1016 / j.jtemb.2016.12.001

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Мокчегиани Э., Бертони-Фреддари К., Марчеллини Ф. и Малаволта М. (2005).Мозг, старение и нейродегенерация: роль доступности ионов цинка. Prog. Нейробиол . 75, 367–390. DOI: 10.1016 / j.pneurobio.2005.04.005

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Нандре, Дж., Патил, С., Патил, В., Ю, Ф., Чен, Л., Саху, С. и др. (2014). Новый флуоресцентный включаемый хемосенсор для наномолярного обнаружения Fe (III) из водного раствора и его применение в визуализации живых клеток. Biosens. Биоэлектрон. 61, 612–617.DOI: 10.1016 / j.bios.2014.06.017

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Niemiec, M. J., De Samber, B., Garrevoet, J., Vergucht, E., Vekemans, B., et al. (2015). Микроэлементный ландшафт покоящихся и активированных нейтрофилов человека на субмикронном уровне. Металломика 7, 996–1010. DOI: 10.1039 / C4MT00346B

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Парр Р. М. (1985). Обеспечение качества анализов микроэлементов. Nutr.Res . 5, S5 – S11.

    Google Scholar

    Парсонс, П. Дж., И Барбоза, Ф. младший (2007). Атомная спектрометрия и тенденции в клинической лабораторной медицине. Spectrochim. Атомная спектроскопия Acta B 62, 992–1003. DOI: 10.1016 / j.sab.2007.03.007

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Часть, П. (2001). Различия в концентрациях микроэлементов между болезнью Альцгеймера и «нормальной» тканью мозга человека с использованием инструментального нейтронно-активационного анализа (INAA). J. Radioanal. Nucl. Chem . 249, 437–441. DOI: 10.1023 / A: 1013247409763

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Паунеску Т., Фогт С., Мазер Дж., Лай Б. и Волощак Г. (2006). Рентгенофлуоресцентная микрозондовая визуализация в биологии и медицине. J. Cell. Biochem. 99, 1489–1502. DOI: 10.1002 / jcb.21047

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Пельц-Часма, И., Андраши, Э., Ластити, А., и Кёсель, С. (2005).Определение стронция и его отношения к другим щелочноземельным элементам в образцах мозга человека. Microchem. J . 79, 375–381. DOI: 10.1016 / j.microc.2004.06.006

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Попеску, Б. Ф., Джордж, М. Дж., Бергманн, У., Гарачченко, А. В., Келли, М. Е. Р., Никол, Х. и др. (2009a). Картирование металлов в мозге Паркинсона и нормальном мозге с помощью рентгеновской флуоресценции с быстрым сканированием. Phys. Med. Биол . 54, 651–663. DOI: 10.1088 / 0031-9155 / 54/3/012

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Попеску, Б.Ф., Робинсон К. А., Чепмен Л. Д. и Никол Х. (2009b). Синхротронная рентгеновская флуоресценция выявляет аномальное распределение металлов в головном и спинном мозге при спиноцеребеллярной атаксии: клинический случай. Мозжечок 8, 340–351. DOI: 10.1007 / s12311-009-0102-z

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Попеску Б. Ф., Робинсон К. А., Раджпут А., Раджпут А. Х. и Хардер С. Л. (2009c). Распределение железа, меди и цинка в мозжечке. Мозжечок 8, 74–79.DOI: 10.1007 / s12311-008-0091-3

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Позебон Д., Шеффлер Г. Л., Дресслер В. Л. (2017). Недавние применения лазерной абляции масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (LA-ICP-MS) для анализа биологических образцов: последующий обзор. J. Anal. Атом. Спектром. 32, 890–919. DOI: 10.1039 / c7ja00026j

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Позебон Д., Шеффлер Г. Л., Дресслер В.Л., Нуньес М.А.Г. (2014). Обзор применения масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой с лазерной абляцией (LA-ICP-MS) для анализа биологических образцов. J. Anal. Атом. Спектром. 29, 2204–2228. doi: 10.1039 / c4ja00250d

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Пуши, М. Дж., Пикеринг, И. Дж., Корбас, М., Хакетт, М. Дж., И Джордж, Г. Н. (2014). Элементная и химически специфическая рентгенофлуоресцентная визуализация биологических систем. Chem.Ред. . 114, 8499–8541. DOI: 10.1021 / cr4007297

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Раджан, М. Т., Джаганнатха Рао, К. С., Мамата, Б. М., Рао, Р. В., Шанмугавелу, П., Менон, Р. Б. и др. (1997). Количественное определение микроэлементов в нормальном мозге человека с помощью атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. J. Neurol. Sci . 146, 153–166. DOI: 10.1016 / S0022-510X (96) 00300-0

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Рамос, П., Сантос, А., Пинто, Э., Пинто, Н. Р., Мендес, Р., Магальяйнс, Т. и др. (2016). Уровни щелочных металлов в тканях головного мозга человека: различия анатомических регионов и возрастные изменения. J. Trace Elements Med. Биол . 38, 174–182. DOI: 10.1016 / j.jtemb.2016.03.018

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Рамос П., Сантос А., Пинто Н. Р., Мендес Р., Магальяйнш Т. и Алмейда А. (2015). Анатомические региональные различия уровней селена в головном мозге человека. Biol. Микроэлемент Res . 163, 89–96. DOI: 10.1007 / s12011-014-0160-z

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Rembach, A., Hare, D. J., Lind, M., Fowler, C.J., Cherny, R.A., McLean, C., et al. (2013). Снижение содержания меди в головном мозге при болезни Альцгеймера преимущественно присутствует в растворимой экстрагируемой фракции. Внутр. Диск Дж. Альцгеймера . 2013: 623241. DOI: 10.1155 / 2013/623241

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Сарторе, Р.К., Кардозу, С. К., Лагес, Ю. В. М., Парагуасу, Дж. М., Стеллинг, М. П., да Коста, Р. Ф. М. и др. (2017). Микроэлементы при формировании первичной плексиформной сети в органоидах головного мозга человека. ПирДж . 2017: 2927. DOI: 10.7717 / peerj.2927

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Шахат А., Хассан Х. М. и Аззази Х. М. (2013). Оптический металлоорганический каркасный датчик для селективной дискриминации некоторых токсичных ионов металлов в воде. Анал. Чим. Acta 793, 90–98.DOI: 10.1016 / j.aca.2013.07.012

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Шахата А., Алиб Э. А. и Эль Шахат М. Ф. (2015). Колориметрическое определение некоторых токсичных ионов металлов в патологоанатомических биологических образцах. Sens. Actuat. B 221, 1027–1034 doi: 10.1016 / j.snb.2015.07.032

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Шарма С., Неру Б. и Шайни А. (2017). Ингибирование агрегации бета-амилоида при болезни Альцгеймера in vitro карбеноксолоном: понимание механизма действия. Neurochem. Инт . 108, 481–493. DOI: 10.1016 / j.neuint.2017.06.011

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Смейерс-Вербеке, Дж., Дефриз-Гуссенховен, Э., Эбингер, Г., Левенталь, А., и Массарт, Д. Л. (1974). Распределение Cu и Zn в тканях мозга человека. Clin.Chim. Acta 51, 309–314. DOI: 10.1016 / 0009-8981 (74) -9

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Сквитти Р. (2012). Дисфункция меди при болезни Альцгеймера: от метаанализа биохимических исследований до нового понимания генетики. J. Trace Elements Med. Биол . 26, 93–96. DOI: 10.1016 / j.jtemb.2012.04.012

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Стэн, А. Д., Гхос, С., Гао, Х.-М., Робертс, Р. К., Льюис-Амезкуа, К., Хатанпаа, К. Дж. И др. (2006). Посмертная ткань человека: какое значение имеют маркеры качества? Brain Res . 1123, 1–11. DOI: 10.1016 / j.brainres.2006.09.025

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Strazielle, N., и Герси-Эгеа, Дж. (2013). Физиология интерфейсов кровь-мозг в отношении расположения в мозге небольших соединений и макромолекул. Mol. Фарм . 10, 1473–1491. DOI: 10.1021 / mp300518e

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Stüber, C., Morawski, M., Schäfer, A., Labadie, C., Wähnert, M., Leuze, C., et al. (2014). Концентрация миелина и железа в головном мозге человека: количественное исследование контраста МРТ. NeuroImage 93, 95–106.DOI: 10.1016 / j.neuroimage.2014.02.026

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Судзуки К. и Сузуки Ю. (1972). Метаболические основы наследственного заболевания. McGraw-Hill.

    Szerdahelyi, P., and Kása, P. (1986). Гистохимическая демонстрация меди в нормальном головном и спинном мозге крысы — свидетельство локализации в глиальных клетках. Гистохимия 85, 341–347. DOI: 10.1007 / BF00493487

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Такано, Ю., Ханаока, К., Симамото, К., Миямото, Р., Комацу, Т., Уэно, Т. и др. (2017). Разработка обратимого флуоресцентного зонда для активных форм серы, сульфановой серы и его биологическое применение. Chem. Commun. 53, 1064–1067. DOI: 10.1039 / c6cc08372b

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Тийман, А., Ноормяги, А., Фридеманн, М., Криштал, Дж., Палумаа, П., и Тыугу, В. (2013). Влияние перемешивания на фибрилляцию пептида: амилоид-β пептид 1-42 Альцгеймера, но не амилин и фибриллы инсулина, могут расти в условиях покоя. J Peptide Sci. Выключенный. Публичный. Евро. Пептид Soc . 19, 386–391. DOI: 10.1002 / psc.2513

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Тыугу В., Карафин А., Зово К., Чунг Р. С., Хауэллс К., Вест А. К. и др. (2009). Нефибриллярные агрегаты бета-амилоида (1-42) пептида, индуцированные Zn (II) и Cu (II), превращаются в амилоидные фибриллы как спонтанно, так и под действием хелаторов металлов. Дж. Нейрохим . 110, 1784–1795. DOI: 10.1111 / j.1471-4159.2009.06269.x,

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Цуда, М. (1997). Экспрессия гена транспортера цинка, ZnT-1, индуцируется после временной ишемии переднего мозга у песчанок. Дж. Neurosci . 17, 6678–6684.

    PubMed Аннотация | Google Scholar

    Ван Лун, Дж. К., и Бэрфут, Р. Р. (1992). Обзор аналитических методов видообразования элементов. Аналитик 1173, 563–570.

    Wandzilak, A., Czyzycki, M., Радванска, Э., Адамек, Д., Гераки, К., и Ланкош, М. (2015). Рентгенофлуоресцентное исследование концентрации отдельных микроэлементов и минорных элементов в опухолях головного мозга человека. Spectrochim. Acta B Atom. Spectrosc. 114, 52–57. DOI: 10.1016 / j.sab.2015.10.002

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ван Р., Ю Ф., Люа П. и Чен Л. (2012). Включаемый флуоресцентный зонд на основе окисления гидроксиламина для селективного обнаружения ионов трехвалентного железа в живых клетках. Chem.Commun. 48, 5310–5312. DOI: 10.1039 / c2cc31426f

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Вольф, К., Шаумлеффель, Д., Ричарц, А.- Н., Прейндж, А., и Бреттер, П. (2003). CZE-ICP-MS разделение металлотионеинов в цитозолях головного мозга человека: сопоставимость электрофореграмм, полученных из различных матриц образцов. Аналитик 128, 576–580. DOI: 10.1039 / b300030n

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Сюй, Н., Маджиди В., Эманн В. Д. и Маркесбери В. Р. (1992). Определение алюминия в тканях головного мозга человека электротермической атомно-абсорбционной спектрометрией. J. Anal. Атом. Спектром. 7, 749–751. DOI: 10.1039 / ja9

    0749

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Сюэ, Ю. Дж., Гао, Х., Цзи, К. К., Лам, З., Фанг, X., Вен, Н. и др. (2012). Биоанализ препарата в ткани: текущее состояние и проблемы. Биоанализ 4, 2637–2653. DOI: 10.4155 / bio.12.252

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ян, Л.К., МакРэй, Р., Хенари, М., М., Патель, Р., Лай, Б. и др. (2005). Визуализация внутриклеточной топографии меди с помощью флуоресцентного сенсора и синхротронной рентгеновской флуоресцентной микроскопии. Proc. Natl. Акад. Sci. США . 102, 11179–11184. DOI: 10.1073 / pnas.0406547102

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Yu, T.-L., Wang, B.-S., Shen, C.-C., Wang, P.-L., Yang, T.F., Burr, G.S., et al. (2017). Усовершенствованные методы анализа изотопного состава серы в наномольных количествах с помощью MC-ICP-MS. Анал. Чим. Acta 988, 34–40. DOI: 10.1016 / j.aca.2017.08.012

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Зекка Л., Юдим М. Б., Ридерер П., Коннор Дж. Р. и Крайтон Р. Р. (2004). Железо, старение мозга и нейродегенеративные расстройства. Nat. Ред. Neurosci . 5: 863. DOI: 10.1038 / nrn1537

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Чжэн В., Монно А. Д. (2012). Регулирование гомеостаза железа и меди в головном мозге с помощью барьерных систем мозга: участие в нейродегенеративных заболеваниях. Pharmacol. Ther . 133, 177–188. DOI: 10.1016 / j.pharmthera.2011.10.006

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Зорий, М. В., Беккер, Дж. С. (2007). Отображение элементов в тонких поперечных срезах образцов человеческого мозга с помощью LA-ICP-MS: исследование воспроизводимости. Внутр. J. Mass Spectrom. 264, 175–180. DOI: 10.1016 / j.ijms.2007.04.009

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Микроэлементов — Организмы, физиологические, необходимые и исследования

    Микроэлементы — это химические вещества, которые необходимы организмам в очень малых количествах для правильного физиологического и биохимического функционирования.Микроэлементы обычно присутствуют в организмах в концентрациях менее 0,001% от сухого веса (менее 10 частей на миллион или ppm). Перечисленные в алфавитном порядке микроэлементы, наиболее часто требуемые для здорового питания животных или растений : бор (B), хлор (Cl), хром (Cr), кобальт (Co), медь (Cu ), фтор (F), йод (I), , железо, (Fe), марганец (Mn), молибден (Mo), селен (Se), кремний (Si), олово (Sn), ванадий (V) и цинк (Zn).Некоторым организмам также требуется , алюминий, (Al) и никель (Ni).

    Все 92 встречающихся в природе элемента повсеместно встречаются в окружающей среде, по крайней мере, в следовых концентрациях. Другими словами, существует универсальное загрязнение почвы , воды , воздуха и биоты всеми природными элементами. Пока методология аналитической химии имеет пределы обнаружения, которые достаточно малы, это загрязнение всегда будет очевидным.Однако простое присутствие элемента в организмах не означает, что он необходим для здорового биологического функционирования. Чтобы считаться существенным элементом, должны быть выполнены три критерия: (1) элемент должен быть продемонстрирован как необходимый для нормального развития и физиология у нескольких видов , (2) элемент не должен быть заменен в этой роли другим. элемент, и (3) полезная функция элемента должна осуществляться через прямую физиологическую роль и не связана с коррекцией дефицита какого-либо другого элемента или косвенной коррекцией токсического состояния.

    Исследование физиологической роли микроэлементов очень сложно, потому что оно связано с выращиванием растений или животных в условиях, в которых химические концентрации пищи и воды регулируются в рамках чрезвычайно строгих стандартов, особенно для рассматриваемого микроэлемента. В таких исследованиях даже малейшее загрязнение пищи исследуемым микроэлементом может сделать исследования недействительными. Из-за трудностей такого рода исследований конкретные физиологические функции некоторых микроэлементов неизвестны.Однако было продемонстрировано, что большинство микроэлементов требуется для синтеза определенных ферментов или в качестве ко-факторов, которые обеспечивают правильное функционирование определенных систем ферментов .

    Принцип токсикологии заключается в том, что все химические вещества потенциально токсичны. Все, что требуется, чтобы вызвать токсичность, — это подвергнуть организмы воздействию достаточно большой дозы. Физиологический эффект любой конкретной дозы химического вещества связан со специфической восприимчивостью организма или видов, а также с условиями окружающей среды, которые влияют на токсичность.Этот принцип предполагает, что, хотя микроэлементы являются важными питательными микроэлементами, которые приносят пользу организмам, подвергающимся воздействию в определенных терапевтических пределах, в более высоких дозах они могут вызывать биологические повреждения. Известно много случаев биологического и экологического ущерба, вызванного как естественными, так и антропогенными загрязнениями микроэлементами. Такие явления могут включать в себя природные, поверхностные залегания или богатые металлами минералы , такие как руды тел, или выбросы, связанные с определенными отраслями промышленности, такими как плавка или рафинирование металла .

    Микроэлементы: определение и объяснение — видео и стенограмма урока

    Микроэлементы в науках о Земле

    Земная кора в подавляющем большинстве состоит всего из 10 элементов, включая кислород, кремний, алюминий и железо. Однако микроэлементы в земной коре стимулировали нашу экономику и позволили разработать новые технологии.

    Прекрасным примером является использование золота в человеческой цивилизации. Золото — 73-й по распространенности элемент на Земле из 118 идентифицированных элементов.Концентрация золота в земной коре составляет всего 0,003 частей на миллион. Золото ценилось на протяжении многих тысячелетий за его красоту и способность легко лить и формовать. Из-за ограниченного количества золота в земной коре и мобильности оно долгое время использовалось в качестве валюты.

    В современном обществе многие технологические достижения были бы невозможны без использования микроэлементов в нашей коре. Например, оксид индия, который присутствует только в 0,052 частей на миллион земной коры, используется для покрытия экранов наших мобильных устройств, чтобы сделать возможной технологию сенсорных экранов.

    Микроэлементы в нашем организме

    Некоторые микроэлементы необходимы для правильного функционирования нашего организма, в то время как другие могут быть токсичными даже в крайне ограниченных количествах. Микроэлементы, необходимые человеческому организму, обычно поступают с пищей, поэтому правильное питание так важно. Посмотрите на это изображение и диаграмму, которые показывают состав человеческого тела, включая список общих микроэлементов:

    Например, хром — это микроэлемент, необходимый человеческому организму.Известно, что хром повышает уровень инсулина, который является гормоном, влияющим на обмен веществ и накопление питательных веществ в организме. Такие продукты, как брокколи, цельнозерновые продукты и мясо, являются хорошими источниками хрома для организма.

    Некоторые микроэлементы в организме, такие как железо, необходимы для нормального функционирования на определенных уровнях, но могут стать токсичными на более высоких уровнях. Дефицит железа может привести к анемии, а перегрузка железом может вызвать отравление железом. Таким образом, хотя микроэлементы могут быть чрезвычайно важны для нашего здоровья, их взаимодействие в организме чрезвычайно сложно.

    Вредные микроэлементы в окружающей среде

    Некоторые микроэлементы, обнаруженные в окружающей среде, могут быть опасными для здоровья человека. К ним относятся элементы, встречающиеся в естественных условиях в окружающей среде, и элементы, попавшие в результате загрязнения.

    Примером встречающегося в природе опасного микроэлемента является мышьяк. Мышьяк содержится в почвах и грунтовых водах. Хотя люди искусственно вводили дополнительный мышьяк с помощью удобрений и промышленных процессов, мышьяк также естественным образом присутствует во многих типах горных пород.Воздействие мышьяка может вызвать сильное недомогание в краткосрочной перспективе и несколько видов рака, если воздействие продолжительное. Самый распространенный способ воздействия мышьяка — питье загрязненных грунтовых вод.

    Правительство США вводит ряд экологических норм для защиты своих граждан от негативного воздействия вредных микроэлементов.

    Резюме урока

    Микроэлементы — это элементы, которые составляют менее 100 частей на миллион вещества.Они отличаются от основных элементов , которые представляют собой элементы, составляющие более 0,1% от веса вещества. Хотя микроэлементов может не хватать, они могут иметь огромное влияние на нашу экономику и наше здоровье. Примеры влияния микроэлементов можно найти в земной коре, наших телах и в окружающей среде.

    Микроэлементов, присутствующих в организме человека

    Следующие пункты выделяют одиннадцать основных микроэлементов, присутствующих в организме человека.Следующие элементы: 1. Железо 2. Медь 3. Йод 4. Фтор 5. Цинк 6. Кобальт 7. Марганец 8. Молибден 9. Селен 10. Хром 11. Свинец.

    Тело человека: микроэлемент №
    1. Железо :

    Общее содержание железа в организме взрослого взрослого человека составляет от 4 до 5 граммов. От 60 до 70 процентов всего железа содержится в гемоглобине; около 51% хранится в виде ферритина; 3 процента в виде миоглобина и только около 0,1 процента переносится в плазме в сочетании с транспортным белком β-глобулина трансферрином.

    Ферменты гемопротеина и флавопротеина вместе составляют менее 1,0 процента от общего количества железа. В больших количествах присутствует гемосидерин.

    Физиологическая функция:

    а. Железо в основном участвует в транспортировке кислорода к тканям (гемоглобин).

    г. Он также участвует в процессах клеточного дыхания.

    г. Это важный компонент гемоглобина, миоглобина, цитохромов и систем респираторных ферментов (цитохромоксидаза, каталаза и пероксидаза).

    г. Негемовое железо полностью связано с белками, которые хранятся и транспортируются.

    e. Негемовое железо также используется в структуре ксантиндегидрогеназы и сукцинатдегидрогеназы, а также в железо-серных белках дыхательной цепи.

    Источники :

    Распределитель Тион:

    Ежедневная потребность:

    Только усваивается около 10 процентов проглоченного железа.

    У взрослых женщин средняя потеря крови во время менструального цикла, которая представляет собой ежемесячную потерю, составляет 16-32 мг железа или дополнительную среднюю потерю 0,5-1,0 мг в день. Это количество легко получить из рациона.

    При чрезмерной менструальной кровопотере и хронической железодефицитной анемии для ответа достаточно 100 мг железа в день. Так что во время роста, беременности и кормления грудью потребность в железе больше.

    У здорового взрослого мужчины или у здоровых женщин после менопаузы диетические потребности незначительны, если не возникает дефицита или потери железа.

    Дефицит железа возникает в результате нарушения всасывания в желудочно-кишечном тракте. Нарушение синтеза гемоглобина при анемии обычно обнаруживается при дефиците меди.

    Железо в крови:

    Нормальная концентрация железа в крови 65-170 нг / 100 мл.

    Поглощение:

    В нормальных условиях пищевое железо всасывается очень мало (менее 10 процентов), его количество с мочой минимально.Младенцы и дети усваивают более высокий процент железа из пищи, чем взрослые. Дефицит железа у младенцев возникает из-за диетического дефицита. Дети с дефицитом железа потребляют вдвое больше, чем нормальные дети.

    Большая часть железа в пище находится в трехвалентном (Fe +++ ) состоянии либо в виде Fe (OH) 3 , либо в виде органических соединений трехвалентного железа. Эти соединения распадаются на свободные ионы трехвалентного железа или слабосвязанное органическое железо. Для этой цели важны как соляная кислота желудочного сока, так и органические кислоты пищевых продуктов.Восстанавливающие вещества в пищевых продуктах, такие как цистеин и аскорбиновая кислота, переводят ион трехвалентного железа в состояние двухвалентного железа (Fe ++ ).

    В этой форме он более растворим и, следовательно, легко всасывается. Всасывание железа усиливается белками низкомолекулярных продуктов пищеварения (пептиды, аминокислоты), образующими хелат железа. Гем проникает в клетки слизистой оболочки, не высвобождаясь из порфиринового кольца. У людей, собак и крыс гем расщепляется в слизистой оболочке, а железо появляется в трансферрине плазмы.

    Факторы, влияющие на абсорбцию железа :

    а. Всасывание железа происходит в основном в желудке и двенадцатиперстной кишке. Нарушение всасывания имеет место у пациентов, у которых полностью удален желудок или значительная часть кишечника.

    г. Диета с высоким содержанием фосфатов вызывает снижение абсорбции из-за образования нерастворимого фосфата железа (FePO 4 ). Очень низкий уровень фосфатов способствует увеличению усвоения железа.

    г. Фитиновая кислота (присутствует в злаках) и оксалаты препятствуют всасыванию.

    г. Витамин С увеличивает абсорбцию.

    e. Кислотность желудочного сока увеличивает абсорбцию за счет преобразования Fe (OH) 3 в Fe +++ . Ахлоргидрия и введение щелочи снижают абсорбцию.

    ф. Белки с низким молекулярным весом способствуют усвоению.

    г. Дефицит меди также вызывает снижение абсорбции.

    ч. Прием алкоголя способствует усвоению железа.

    Ранее теория «Блок слизистой оболочки» считалась контролирующей абсорбцию железа. Железосвязывающий белок апоферритин в клетках слизистой оболочки был контролирующим фактором. Ион двухвалентного железа, окисляемый до иона трехвалентного железа, соединяется с апоферритином с образованием железосодержащего белка.

    Ферритин:

    Считалось, что абсорбция зависит от образования ферритина. Когда апоферритин был насыщен железом, дальнейшее поглощение железа не могло происходить.Совсем недавно были получены данные, свидетельствующие о том, что ферритин участвует в основной регуляции абсорбции железа.

    Железо, попадающее в клетку слизистой оболочки, связывается со специфическими носителями, которые регулируют его прохождение через клетку в кровь. Таким образом, ферритин в кишечнике действует как запасное соединение, а не контролирует всасывание.

    Транспорт в плазме:

    Все железо, высвобождаемое клетками слизистой оболочки, поступает в портальную кровь в железистом состоянии.В плазме двухвалентное железо окисляется до состояния трехвалентного железа церулоплазмином (медьсвязывающим белком плазмы), проявляющим каталитическую активность (ферроксидаза сыворотки) в плазме. Сыворотка человека также содержит желтый купропротеин (ферроксидаза 11), который катализирует окисление ионов двухвалентного железа.

    Затем ион

    Feme включается в специфический железосвязывающий белок, трансферрин или сидерофилин, который представляет собой гликопротеин с молекулярной массой 76000, содержащий 5,3% углеводов. Трансферрин может связывать 2 атома ионов трехвалентного железа на молекулу белка с образованием комплекса красного железа с белком.Высвобождению железа из клетки слизистой оболочки способствует низкая степень насыщения трансферрина железом.

    В нормальных условиях почти все железо, связанное с трансферрином, легко усваивается костным мозгом. Только ретикулоциты могут использовать ион трехвалентного железа, связанный с трансферрином, хотя ретикулоциты и зрелые эритроциты могут поглощать несвязанный ион трехвалентного железа. Железо с трансферрином образует комплекс, который не фильтруется почками. Общая связывающая способность железа у обоих полов составляет около 250-450 мкг / дл.

    Потери железа с мочой происходят при протеинурии. При нефрозе железо (1,5 мг / день) с белком может выводиться с мочой. При заболеваниях печени как связанное железо, так и общая железосвязывающая способность плазмы низки.

    Экскреция :

    Запасы железа в организме сохраняются очень эффективно. С мочой, калом и потом выводится лишь незначительное количество. Относительно большие количества теряются с менструальными выделениями.Основная масса железа в каловых массах — это непоглощенное пищевое железо. В тропиках потери железа часто намного больше. Во время беременности плод теряет железо. Железо также выводится из кожи с потом, выпадением волос и срезанием ногтей.

    Суточное выведение железа составляет:

    Нарушение метаболизма железа :

    Ферритин и гемосидерин, формы хранения железа, действуют как внутренний резерв железа для защиты от внезапных потерь железа из-за кровотечения.Ферритин присутствует не только в кишечнике, но и в печени (около 700 мг), селезенке и костном мозге.

    При парентеральном введении железа больше, чем способность организма накапливаться в виде ферритина, оно накапливается в печени в виде гемосидерина, формы коллоидного оксида железа в сочетании с белком. Содержание железа в гемосидерине составляет 35 процентов по весу.

    Метаболизм железа нарушается в основном по следующим причинам:

    а. Пониженное образование гемоглобина.

    г. Снижение циркулирующего гемоглобина.

    г. Нарушения концентрации железа в сыворотке крови.

    г. Аномальное отложение железосодержащего пигмента в тканях.

    Нарушения обмена железа:

    а. Сидероз;

    г. Пищевой сидероз;

    г. Гемохроматоз.

    а. Сидероз:

    Когда чрезмерное количество железа высвобождается в организм или попадает в него сверх способности его утилизации, избыток откладывается в различных тканях, в основном в печени.Это может происходить из-за многократного переливания крови, чрезмерного распада эритроцитов при гемолитических типах анемии и недостаточного синтеза гемоглобина, как при пернициозной анемии.

    г. Пищевой сидероз:

    Заболевание обнаружено среди банту в Южной Африке. Банту готовят пищу в больших железных горшках и потребляют богатую железом пищу. Всасывание железа оказывается высоким, что приводит к развитию пищевого сидероза. Печень банту содержит большое количество железа.

    г. Гемохроматоз:

    Гемохроматоз — редкое заболевание, при котором большие количества железа откладываются в тканях, особенно в печени, поджелудочной железе, селезенке и коже, вызывая различные нарушения. Накопление железа в печени, поджелудочной железе и коже вызывает цирроз печени, бронзовый диабет и бронзовую пигментацию соответственно.

    Железодефицитная анемия :

    Железодефицитная анемия широко распространена среди детей, девочек-подростков и кормящих матерей.Содержание гемоглобина в крови от 5 до 9 г / 100 мл.

    Женщины детородного возраста:

    Клинические симптомы: одышка при физической нагрузке, головокружение и бледность кожи. В тяжелых случаях может наблюдаться отек щиколоток.

    Младенцы и дети раннего возраста:

    Уровень гемоглобина от 5 до 9 г / 100 мл крови. Дети тупые, малоподвижные, с бледной кожей. Плохой аппетит, задержка роста и развития.

    Лечение:

    Женщины с анемией должны принимать таблетки сульфата железа в таблетках. Детям младше 12 месяцев следует давать смесь цитрата двухвалентного аммония, подслащенного глицерином, а детям от 1 до 5 лет — смесь цитрата двухвалентного аммония.

    Человеческое тело: микроэлемент №2. Медь :

    Физиологические функции:

    а. Он играет важную роль в синтезе гемоглобина.

    г. Он необходим для образования меланина, синтеза фосфолипидов и синтеза коллагена.

    г. Он играет роль в формировании костей и поддержании целостности миелиновой оболочки.

    г. Он входит в состав нескольких ферментов, таких как тирозиназа, цитохромоксидаза, оксидаза аскорбиновой кислоты, уриказа, ферроксидаза 1 (церулоплазмин) и ферроксидаза 11.

    e. Он входит в состав супероксиддисмутазы, аминоксидазы и дофамингидроксилазы.

    ф.Три медьсодержащих белка, а именно цереброкупреин, эритрокупреин и гепаткупреин, присутствуют в головном мозге, эритроцитах и ​​печени соответственно.

    Источники :

    Распределение :

    В организме взрослого человека содержится 100–150 мг меди.

    Концентрация меди в печени плода в 5-10 раз выше, чем в печени взрослого человека.

    Ежедневные потребности :

    Дефицит меди в питательных веществах никогда не обнаруживался у человека, хотя подозревали его при нефрозе.

    Кровавая медь :

    Нормальная концентрация меди в сыворотке крови составляет 75–160 мкг / 100 мл. И красные кровяные тельца, и сыворотка содержат медь. В 80% красных кровяных телец медь присутствует в виде супероксиддисмутазы (эритрокупреина).Медь в плазме находится в прочно связанной и слабосвязанной формах. Прочно связанная медь состоит из церулоплазмина.

    Слабо связанная медь известна как медь прямого действия и слабо связана с сывороточным альбумином. Уровни меди в плазме повышаются во время беременности из-за содержания в них эстрогенов. Аналогичный эффект имеют оральные контрацептивы.

    Поглощение :

    Всасывание меди происходит в двенадцатиперстной кишке человека. 30 процентов от нормального дневного рациона меди всасывается в двенадцатиперстной кишке.

    Экскреция :

    Только от 0 до 32 мкг меди выводится с нормальной мочой за 24 часа. Суточная экскреция меди с желчью составляет от 0,5 до 1,3 мг, а от 0,1 до 0,3 мг выводится через слизистую оболочку кишечника в просвет кишечника.

    Последствия дефицита меди :

    а. Хотя абсорбция железа не нарушается, высвобождение железа в плазму предотвращается из-за снижения синтеза церулоплазмина.В результате возникает гипоферримия, которая приводит к подавленному синтезу гема, развивающемуся анемией при тяжелом дефиците меди.

    г. Подопытные животные на диете с дефицитом меди худеют и умирают.

    г. У ягнят с дефицитом меди низкая активность цитохромоксидазы приводит к атаксии новорожденных.

    г. Дефицит меди вызывает заметные изменения скелета, остеопороз и спонтанные переломы.

    e. При дефиците меди нарушается образование эластина.Потому что медьсодержащий фермент играет важную роль в метаболизме соединительной ткани, особенно в окислении лизина до альдегидной группы, что необходимо для сшивания полипептидных цепей эластина и коллагена.

    ф. Дефицит меди приводит к фиброзу миокарда у коров. Предполагается, что снижение активности цитохромоксидазы может привести к гипертрофии сердца.

    Нарушения обмена меди :

    Болезнь Вильсона (гепатолентикулярная дегенерация):

    Болезнь Вильсона — редкое наследственное нарушение обмена меди.

    При этом заболевании наблюдались следующие нарушения:

    а. Всасывание меди из кишечника очень велико (около 50 процентов), тогда как у нормальных людей всасывается от 2 до 5 процентов меди.

    г. Образование церулоплазмина очень мало. Следовательно, большая часть сывороточной меди остается слабо связанной с сывороточным белком, особенно с альбумином, и, следовательно, медь может переноситься в ткани, такие как мозг и печень, или с мочой.

    г. Чрезмерное отложение меди в печени и почках вызывает цирроз печени и повреждение почечных канальцев соответственно. Повреждение почечных канальцев приводит к увеличению экскреции с мочой аминокислот, пептидов и глюкозы.

    Клинические симптомы:

    а. Прогрессирующий цирроз печени крупноузлового типа постепенно приводит к портальной гипертензии и, наконец, к печеночной недостаточности.

    г. Наблюдается дисфункция чечевицеобразной области некроза головного мозга и склероз структур тела, вызывающие синдромы базальных ганглиев в подростковом возрасте.

    г. Нарушения почечной канальцевой реабсорбции и клубочковой фильтрации.

    г. Отложение меди в десцеметовой оболочке глаза приводит к образованию золотисто-коричневого, желтого или зеленого кольца вокруг роговицы. Это поражение называется кольцом Кайзера-Флейшера.

    e. Иногда наблюдается пигментация ногтей и кожи.

    Лечение:

    Улучшение может быть достигнуто путем удаления избытка меди в тканях путем введения пеницилламина, хелатирующего медь.Это вызывает заметное увеличение секреции металла с мочой.

    Повышенные значения церулоплазмина в сыворотке крови возникают при многих острых и хронических инфекционных заболеваниях, заболеваниях печени и желчевыводящих путей, лейкемии и других формах злокачественных новообразований, железодефицитной анемии, гипертиреозе, инфаркте миокарда и некоторых неврологических заболеваниях.

    Болезнь Менкеса:

    Это Х-сцепленное нарушение всасывания меди в кишечнике. Абсорбция меди и ее захват клетками слизистой оболочки и ее внутриклеточный транспорт в клетках слизистой оболочки у пациентов с этим заболеванием являются нормальными.

    Но транспорт меди через серозный аспект клеточной мембраны слизистой оболочки нарушен. Клинические особенности показывают, что, если лечение не начато сразу при рождении, многие тяжелые симптомы, такие как умственная отсталость, нестабильность температуры, аномальное формирование костей и восприимчивость к инфекции, не излечиваются.

    Церулоплазмин:

    а. Это белок плазмы, связывающий медь.

    г. Его молекулярная масса составляет около 151000.

    г. Он содержит около 8 атомов меди на моль.

    г. Нормальная плазма содержит 30 мг этого белка на дл.

    e. Он действует как фермент ферроксидаза во время транспорта железа.

    Супероксиддисмутаза :

    а. Это фермент, который каталитически улавливает токсичный ион супероксида свободных радикалов (0 2 ), образующийся во время аэробного метаболизма.

    г. Его молекулярная масса составляет около 32000 и состоит из двух идентичных субъединиц.

    г. Он содержит один Cu ++ и один Zn ++ на субъединицу.

    г. Недавние исследования показали, что белки меди эритрокупреин, гепатокупреин и цереброкупреин, присутствующие в эритроцитах, печени и головном мозге, соответственно, идентичны этому ферменту.

    Человеческое тело: микроэлемент № 3. Йод :

    Физиологические функции :

    Йод необходим для образования гормонов тироксина и трийодтиронина щитовидной железы.Эти гормоны щитовидной железы участвуют в клеточном окислении, росте, воспроизводстве и деятельности центральной и вегетативной нервных систем. Трийодтиронин во многих отношениях более активен, чем тироксин.

    Источники :

    Богатые источники — морская вода, морская растительность, морепродукты и овощи, а также фрукты, выращенные на побережье. Растения (и ткани животных), выращенные на больших высотах, испытывают дефицит йода из-за его низкой концентрации в воде.В таких регионах йодид обычно добавляют в питьевую воду или поваренную соль в концентрации 1: 5000–1: 200 000.

    Ежедневные потребности :

    Распределение :

    В организме обычно содержится от 10 до 20 мг йода. От 70 до 80 процентов этого количества находится в щитовидной железе. В мышцах содержится большое количество йода. Концентрация йода в слюнных железах, яичниках, гипофизе, волосах и желчи выше, чем в мышцах.Весь йод в слюне неорганический, но большинство тканей содержат меньше йода в неорганической форме, и большая часть йода присутствует в органической форме.

    Йод крови :

    Практически весь йод в крови находится в плазме. Нормальная концентрация йода в плазме или сыворотке составляет от 3 до 6 мкг / 100 мл. Связанный белок йода составляет 3,5-7,5 мкг / дл. 0,08–0,60 мкг / 100 мл находится в неорганической форме и от 4 до 8 мкг / 100 мл находится в органической форме.

    Органическая форма связана с белком и осаждается агентами, осаждающими белок. Органическая форма на 90 процентов состоит из тироксина, а остальное — из три- и ди-йодтиронина. Около 0,05% тироксина находится в свободном состоянии. Эритроциты не содержат органического йода.

    Поглощение :

    Йод и йодиды легче всего всасываются в тонком кишечнике. Органические соединения йода (дийодтирозин и тироксин) абсорбируются как таковые, а часть расщепляется в желудке и кишечнике с образованием йодидов.Всасывание также происходит с других слизистых оболочек и кожи.

    Хранилище :

    90 процентов йода щитовидной железы находится в органической комбинации и хранится в фолликулярном коллоиде в виде «тиреоглобулина», гликопротеина с молекулярной массой 6 50 000, содержащего тироксин, дийодтирозин и меньшие количества трийодтиронина. При необходимости эти вещества мобилизуются, и тироксин, а также трийодтиронин попадают в системный кровоток.Они подвергаются метаболической деградации в печени.

    Экскреция :

    а. Неорганический йод в основном выводится почками, печенью, кожей, легкими и кишечником, а также с молоком.

    г. Около 10 процентов циркулирующего органического йода выводится с калом. Это совершенно неабсорбированный пищевой йод.

    г. От 40 до 80 процентов обычно выводится с мочой; из которых от 20 до 70 мкг в день для взрослых и от 20 до 35 мкг для детей. Выведение с мочой наибольшее, когда потребление наименьшее.

    г. Йод в моче увеличивается из-за физических упражнений и других метаболических факторов.

    Дефицит йода у человека :

    а. У взрослых щитовидная железа увеличена, вызывая зоб. Если лечение начато очень рано, щитовидная железа становится нормальной. Если лечение откладывается, увеличение железы сохраняется.

    г. У детей серьезный дефицит йода приводит к крайней задержке роста, известной как кретинизм.

    Профилактика зоба:

    Зоб можно предотвратить путем регулярного употребления йодистой соли или йодида, добавляемого в питьевую воду в концентрации от 1: 5000 до 1: 2,00,000.

    Гойтрогенные вещества в пищевых продуктах :

    Пищевые продукты, такие как капуста, цветная капуста и редис, содержат вещества 1–5, винил-2-тиооксазолидон, которые вступают в реакцию с йодом, присутствующим в пище, и делают его недоступным для организма. Эти вещества известны как «гойтрогенные» веществ.

    Человеческое тело: микроэлемент № 4. Фтор :

    Физиологические функции :

    а. В следовых количествах фтор необходим для развития зубов и костей.

    г. В сочетании с витамином D он необходим для лечения остеопороза.

    г. Фторид натрия — мощный ингибитор гликолитического фермента энолазы.

    г. Фторацетат действует как мощный ингибитор активности аконитазы, ответственной за превращение цитрата в цис-аконитат цикла лимонной кислоты.

    e. Ионы фтора подавляют метаболизм бактериальных ферментов полости рта и уменьшают местное производство кислот, которые играют важную роль в возникновении кариеса зубов.

    ф. Фтор образует защитный слой кислотоупорного фторапатита с кристаллами гидроксиапатита эмали.

    Источники :

    Для человека основным источником фтора является питьевая вода.

    Ежедневная потребность :

    Фторид присутствует в небольших количествах в нормальных костях и зубах.Питьевая вода, содержащая от 1 до 2 частей на миллион, удовлетворяет потребности организма и предотвращает кариес зубов, не оказывая никакого вредного воздействия.

    Распределение :

    Встречается во многих тканях, особенно в костях, зубах и почках. Количество фтора в мягких тканях очень низкое и не увеличивается с возрастом. Он остается в основном во внеклеточной воде.

    Поглощение :

    Растворимые фториды быстро всасываются из тонкого кишечника.

    Экскреция :

    Выводится с мочой, потом и слизистой оболочкой кишечника. Большая часть фторида, который не удерживается костями и зубами, быстро выводится с мочой.

    Отклонения от нормы :

    а. Потребление чрезмерного количества фторида (от 3 до 5 частей на миллион) в детстве вызывает «флюороз зубов» (линька эмали). Эмаль зубов теряет блеск и становится шероховатой.На поверхности зубов встречаются мелово-белые пятна с желтым или коричневым пятном.

    Эмаль становится слабой, и в тяжелых случаях происходит глубокая потеря эмали с «точечной коррозией», которая придает обеим поверхностям вид ржавчины.

    г. Чрезмерное потребление фтора (более 10 частей на миллион) приводит к увеличению плотности и гиперкальцификации костей позвоночника, таза и конечностей. Кроме того, связки позвоночника кальцинируются, и коллаген в кости также кальцинируется.Часто наблюдаются неврологические нарушения. Такие люди являются инвалидами и не могут выполнять простые повседневные задачи, такие как сгибание, приседание и т. Д., Поскольку суставы становятся жесткими.

    г. Питьевая вода, содержащая менее 0,5 промилле фтора, вызывает кариес зубов у детей.

    Профилактика флюороза :

    Флюороз можно предотвратить путем удаления фторидов из воды путем обработки активированным углем или другими подходящими абсорбентами.

    Человеческое тело: микроэлемент №5.Цинк :

    Физиологические функции :

    а. Цинк является важным компонентом многих ферментов, таких как карбоангидраза, щелочная фосфатаза, карбоксипептидазы поджелудочной железы и эритозолибероксиддисмутаза.

    г. Сетчатка содержит металлофермент цинка, релиненредуктазу, которая необходима для образования ретинена.

    г. Поддерживает нормальную концентрацию витамина А в плазме.

    г.Он необходим для мобилизации витамина А из печени.

    e. Он необходим для приготовления инсулина и увеличивает продолжительность действия инсулина при введении путем инъекции. Цинк используется в Р-клетках поджелудочной железы для хранения и высвобождения инсулина по мере необходимости.

    ф. Он связан с заживлением ран.

    г. Он необходим для нормального роста и воспроизводства животных.

    Источники :

    Распределение :

    Широко распространен в тканях организма.Все тело (вес 70 кг) содержит от 1,4 до 2,3 г. цинк. 20 процентов от общего количества находится в коже. Определенное количество также присутствует в костях и зубах. Высокие концентрации цинка присутствуют в сперматозоидах, простате и придатке яичка. Самая высокая концентрация наблюдается в сосудистой оболочке глаза.

    Цинк в крови :

    а. Цинк присутствует в эритроцитах в более высокой концентрации, чем в плазме.

    г. Нормальная плазма содержит около 20 процентов цинка, присутствующего в цельной крови.

    г. Концентрация цинка в крови, плазме и эритроцитах человека составляет 0,8 мг, 0,12 мг и 1,44 мг / 100 мл соответственно.

    г. Около 3 процентов иона цинка содержится в лейкоцитах. При некоторых типах хронического лейкоза наблюдается заметное снижение содержания цинка в периферических лейкоцитах.

    e. Большая часть цинка в эритроцитах содержится в карбоангидразе.

    ф. Концентрация цинка в плазме крови человека падает до 10 процентов от нормального уровня на поздних сроках беременности и у тех, кто принимает оральные контрацептивы.

    Ежедневная потребность :

    Поглощение :

    а. Цинк, присутствующий в пище животного происхождения, хорошо всасывается в тонком кишечнике, особенно из двенадцатиперстной кишки.

    г. Цинк, содержащийся в зерновых, бобовых, орехах и масличных культурах, плохо усваивается из-за присутствия фитиновой кислоты, которая препятствует его усвоению.

    Экскреция :

    а.Цинк, принимаемый перорально или в виде инъекций, в основном выводится с калом.

    г. Эндогенный цинк секретируется в тонкий кишечник с соком поджелудочной железы.

    г. 90 процентов цинка, потребляемого здоровым взрослым человеком, теряется с калом, около 5 процентов выводится с мочой и 5 процентов остается в организме.

    г. Чрезмерное потоотделение в жарком климате приводит к чрезмерной потере металла.

    Дефицит цинка :

    а.Дефицит цинка у человека приводит к карликовости и гипогонадизму (задержке полового развития).

    г. Происходит потеря остроты вкуса.

    г. Также наблюдается замедленный рост, потеря аппетита и гипогевзия у маленьких недоедающих детей с субнормальным уровнем цинка в волосах.

    г. Дефицит цинка вызывает гепатоспленомегалию, замедленное закрытие эпифизов длинных костей и анемию.

    Человеческое тело: микроэлемент № 6. Кобальт :

    а.Кобальт является важным компонентом витамина B 12 , который необходим для нормального образования красных кровяных телец.

    г. Некоторым ферментам, таким как мутаза метилмалонил-КоА, метил-тетрагидрофолат оксидоредуктаза, гомоцистеинметилтрансфераза и рибонуклеотидредуктаза, необходим витамин B 12 для активности.

    Источники :

    Он очень доступен в продуктах питания.

    Распределение :

    В небольших количествах присутствует во всех тканях.Общее содержание кобальта в организме составляет около 1,1 мг. Наибольшая концентрация наблюдается в печени, почках и костях. Большая часть кобальта содержится в витамине B 12 .

    Ежедневные потребности :

    Его потребность в человеке очень мала. Он необходим как витамин B 12 . Всего 1-2 мкг B 12 , содержащего 0,045-0,09 мкг кобальта, достаточно для поддержания нормальной функции костного мозга при пернициозной анемии.

    Поглощение :

    Кобальт легко всасывается из тонкого кишечника (от 70 до 80 процентов).В тканях присутствуют лишь незначительные количества. Кобальт, вводимый в виде растворимой соли, плохо всасывается и, следовательно, в значительной степени выводится с калом.

    Экскреция :

    Около 65% проглоченного количества выводится с мочой, остальная часть — с калом. Введенный изотопный кобальт быстро и почти полностью выводится почками с мочой.

    Кобальт в кормах жвачных :

    Кормовая анемия крупного рогатого скота и овец, живущих в бедных кобальтом почвах, успешно лечится с помощью кобальта.Микроорганизмы в рубцах этих животных используют кобальт для синтеза витамина B 12 .

    Токсичность кобальта :

    Кобальт, введенный в больших количествах человеку или животным, становится токсичным. Развивается состояние, известное как полицитемия (повышенное количество эитроцитов в крови).

    Эффективность по кобальту :

    Только у жвачных животных дефицит кобальта вызывает анорексию, ожирение печени, макроцитарную анемию, истощение и гемосидероз селезенки.

    Человеческое тело: микроэлемент № 7. Марганец :

    а. Марганец необходим для нормальной структуры костей, воспроизводства и нормального функционирования центральной нервной системы.

    г. Ионы марганца активируют гликозил-трансферазу, которая связана с синтезом мукополисахаридов хряща, а также связана с синтезом гликопротеинов (например, протромбина).

    г. Пируваткарбоксилаза и супероксиддисмутаза содержат прочно связанный марганец.

    г. Аргиназа активируется ионами марганца.

    e. Активирует изоцитратдегидрогеназу и фосфотрансферазы.

    ф. Ионы марганца действуют как кофактор вместе с глюкозо-6-фосфатдегидрогеназой.

    г. Ионы марганца подавляют реакцию перекисного окисления липидов.

    Источники :

    Распределение :

    Тело нормального взрослого человека (70 кг.вес) содержит 12-20 мг. марганец. Он присутствует во всех тканях тела. Почки и печень являются основными органами хранения марганца. Митохондрии являются основными внутриклеточными участками поглощения марганца.

    Ежедневные потребности :

    У людей дефицит марганца неизвестен. В среднем с пищей 2,5-7,0 мг вполне достаточно.

    Марганец в крови :

    Нормальная кровь содержит 4-20 мкг./ 100 мл. В сыворотке крови человека марганец связан со специфическим β-глобулином,

    Поглощение :

    Марганец легко всасывается в тонком кишечнике. Только 3-4 процента марганца, присутствующего в рационе, усваиваются.

    Экскреция :

    От 95 до 96 процентов пищевого марганца выводится с калом. С мочой выводится только следы марганца.

    Дефицит марганца у животных :

    а.При дефиците марганца животные рожают детенышей, у которых развивается атаксия. Более серьезный дефицит приводит к бесплодию. У домашней птицы яйценоскость и выводимость снижены даже при небольшом дефиците металла.

    г. Печень крыс с дефицитом марганца содержит большое количество жира. Накоплению жира препятствуют марганец или хлор.

    г. Активность аргиназы печени и активность фосфатазы крови снижаются при дефиците марганца.

    г.Деформации костей также встречаются у всех животных при его дефиците.

    Токсичность марганца :

    Шахтеры, которые вдыхают большое количество марганца, страдают хроническим отравлением марганцем. Происходит развитие гепатолентикулярной дегенерации, напоминающей болезнь Паркинсона.

    Человеческое тело: микроэлемент № 8. Молибден :

    Физиологические функции :

    а. Молибден является важным компонентом ксантиноксидазы, альдегидоксидазы и сульфитоксидазы.

    г. Он также присутствует в нитратредуктазе растений и нитрогеназе, которая участвует в фиксации азота микроорганизмами.

    г. Следы молибдена необходимы для поддержания нормального уровня ксантиноксидазы в тканях животных.

    Ежедневные потребности :

    В среднем рационе присутствует достаточное количество молибдена. Следовательно, точное требование неизвестно.

    Абсорбция и выведение :

    Примерно от 50 до 70 процентов поступающего вещества легко всасывается в тонком кишечнике.Половина абсорбированного молибдена выводится с мочой.

    Токсичность :

    а. Употребление в пищу богатой молибденом диеты вызывает тяжелую диарею и ухудшение здоровья крупного рогатого скота.

    г. Крысы, находящиеся на диете с высоким содержанием молибдена, теряют массу тела с выраженной анорексией.

    Человеческое тело: микроэлемент № 9. Селен :

    Физиологические функции :

    а. Селен необходим для нормального роста, фертильности и профилактики широкого спектра заболеваний у животных, хотя и не известен как необходимый для человека.

    г. Глутатионпероксидаза, селенопротеин, катализирует перекисное окисление глутатиона. Этот фермент является защитным агентом против накопления H 2 O 2 и органических пероксидов в клетках.

    г. Он участвует в иммунных механизмах, синтезе убихинона и митохондриальном биосинтезе АТФ.

    г. Селенопротеин также участвует в восстановительном дезаминировании глицина.

    Источники :

    Селен широко доступен в различных продуктах питания.Вариация зависит от различий в содержании селена в почве.

    Распределение :

    Он широко распространен в организме животных, и его самая высокая концентрация присутствует в коре почек, поджелудочной железе, гипофизе и печени.

    Ежедневная потребность :

    Так как средний рацион содержит достаточное количество селена, потребность в нем неизвестна.

    Дефицит селена :

    а.Дефицит селена вызывает некроз печени крыс.

    г. Телята и ягнята страдают мышечной дистрофией при дефиците селена.

    г. Цыплята, соблюдающие диету с дефицитом селена, не могут расти, и у них развивается болезненное состояние, известное как экссудативный диатез.

    Дефицит у людей:

    Болезнь А. Кешана :

    Об этой болезни сообщили из страны Кешан на северо-востоке Китая.

    Болезнь поражает в основном детей и молодых женщин.

    Проявляется острым или хроническим увеличением сердца, аритмией и ЭКГ. изменения.

    Профилактика селенитом натрия очень эффективна.

    Б. Болезнь Кашинбека :

    Заболевание распространено в нескольких частях Восточной Азии и характеризуется дегенеративным остеоартрозом, поражающим детей в возрасте от 5 до 13 лет.

    Замедляет рост за счет укорачивания пальцев и костей с сильным увеличением и дисфункцией суставов.

    Заболевание становится эндемическим в зонах с низким содержанием селена.

    Связь селена с витамином E :

    И селен, и витамин E необходимы для лечения некоторых заболеваний у экспериментальных животных.

    Когда животным дают достаточное количество витамина Е, дефицит селена вызывает следующие признаки и симптомы:

    а. Замедление роста и мышечное истощение у крыс.

    г. Замедление роста и оплодотворения у цыплят.

    Эти симптомы можно вылечить приемом селена и витамина Е из-за их тесной метаболической взаимосвязи.

    Токсичность :

    а. При хроническом отравлении селеном развивается «щелочная болезнь». Симптомами щелочной болезни являются тусклость, недостаток жизненных сил, грубая шерсть, выпадение волос на теле и хвосте, жесткость и хромота, цирроз печени и анемия.

    г. Острое отравление селеном вызывает у животных слюноотделение, скрипение зубов, паралич и слепоту.Смерть в результате дыхательной недостаточности.

    Человеческое тело: микроэлемент № 10. Хром :

    Физиологические функции :

    а. Хром усиливает действие инсулина на ускорение утилизации глюкозы у животных и людей.

    г. Он эффективен для улучшения толерантности к глюкозе у некоторых пациентов, страдающих сахарным диабетом.

    г. Поддерживает нормальный уровень холестерина в крови крыс.

    г. Он регулирует включение определенных аминокислот в сердечную мышцу крыс.

    Источники :

    Он очень доступен в диетических продуктах.

    Распределение :

    Содержание хрома в организме взрослого человека оценивается в 6 мг. Широко распространен в тканях.

    Хром в крови :

    Нормальная кровь содержит от 0,009 до 0.055 частей на миллион.

    Требования :

    Так как средний рацион соответствует требованиям, точная необходимость неизвестна.

    Абсорбция и выведение :

    Легко всасывается в тонком кишечнике. Он выводится из тканей в ответ на введение глюкозы.

    Хром в основном выводится с мочой, небольшое количество — с желчью и калом.

    Дефицит :

    Его дефицит характеризуется нарушением роста, нарушением глюкозного, липидного и белкового обмена.

    Токсичность :

    Избыточное количество хрома вызывает угнетение роста, повреждение печени и почек у некоторых экспериментальных животных.

    Человеческое тело: микроэлемент № 11. Свинец :

    Свинец не является важным компонентом нашего тела, но он всегда присутствует в нашем организме из-за широкого использования и легкого усвоения в организме в различных формах.

    Физиологические функции :

    а.Свинец является ингибитором ферментов и действует как токсичное вещество против ферментов.

    г. Продолжительное употребление свинца может привести к импотенции или бесплодию.

    г. Свинец может не вызывать каких-либо токсических эффектов при попадании в организм в течение длительного периода времени даже в малых дозах, но может причинить вред, когда его концентрация в различных тканях становится высокой из-за его кумулятивного свойства.

    г. Таблетки для прерывания беременности состоят из свинца.

    e. Хроническое отравление свинцом может вызвать бесплодие, но не импотенцию.

    ф. Свинец оказывает на ткани местное раздражающее действие.

    г. Хроническое отравление свинцом вызывает посинение слизистой оболочки десен.

    ч. Свинец широко используется в промышленности, сельском хозяйстве, торговле и в быту.

    и. Он также используется в оловянных пищевых контейнерах, батареях, красках, красках для волос, бензине, выдувании стекла и косметике как киноварь.

    Источники :

    Он доступен в виде ацетата свинца (сахар свинца), карбоната свинца (используется в живописи), тетраоксида свинца (используется как киноварь), тетраэтилсвинца (используется в бензине и бензине), хромат свинца, токсичных соединений, таких как сульфид свинца. , хлорид свинца, сульфат свинца и йодид свинца и т. д.

    Распределение :

    В хроническом состоянии депонируется в тканях, в основном в костях, а также в печени и почках.

    Поглощение :

    а. Большинство соединений свинца растворимы в желудочном соке и всасываются через желудочно-кишечный тракт.

    г. Свинцовая пыль и дым хорошо всасываются через дыхательные пути.

    г. Тетраэтилсвинец, тетраоксид свинца (киноварь), некоторые другие красители и косметические средства впитываются через кожу.

    г. Ацетат свинца, хотя и более опасен на местном уровне, растворим в воде и легко абсорбируется при проглатывании.

    Экскреция :

    а. В основном он выводится с мочой, хотя скорость выведения очень низкая — от 0 до 120 мкг / 24 часа.

    г. Он также в незначительной степени выводится с желчью и в небольшой степени через ногти.

    г. Большая часть свинца, выделяемого с калом, может быть непоглощенным свинцом, попавшим в организм.

    Свинец в крови :

    Нормальная концентрация свинца составляет 96-106 мэкв / л крови.В диапазоне от 0,1 мг% до 0,6 мг% обычно наблюдаются клинические симптомы.

    Токсичность :

    а. Проглатывание ацетата свинца вызывает жгучую боль в горле, боль в животе и рвоту. Спазмы в животе, шаткость и стул темнеет из-за сульфида свинца. Может появиться жажда, обезвоживание, признаки коллапса и смерти из-за недостаточности кровообращения.

    г. Хроническое отравление свинцом появляется, когда уровень накопленного свинца превышает пороговый уровень.Это может произойти в промышленной среде из-за вдыхания свинцовой пыли или паров свинца, образующихся при горении красок, батареях, выдувании и полировке стекла, на фабриках по производству эмали, красителях, косметических и цветных фабриках.

    Хроническое отравление свинцом на ранней стадии проявляется бледностью лица, анемией, синей полосой на деснах, базофильной штриховкой красных кровяных телец, пунктирной сетчаткой, а на более поздней стадии — запор, паралич, энцефалопатия, нарушение мочеполовой системы и сердечно-сосудистой системы. -сосудистая система.

    г.

  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    2021 © Все права защищены.