Réz: Definíció, szintézis, abszorpció, szállítás és eloszlás

Réz az egyik alapvető (létfontosságú) nyomelemek és lágy, képlékeny átmeneti fém - nehézfém / félfém. A periódusos rendszer 11. csoportjába tartozik, Cu szimbólummal, 29-es atomszámmal és atomgal rendelkezik tömeg A 63.546.Réz a Cu +, Cu2 + és Cu3 + oxidációs állapotokban fordul elő, és a természetben elsősorban Cu + és Cu2 + néven található meg. A biológiai rendszerekben a 2 vegyértékű oxidációs állapot dominál - a Cu2 +. A „cuprum” latin elnevezés az aes cyprium Ciprus", hol réz az ókorban vonták ki. A talajban a nyomelem főleg szulfid, arzenát, klorid és karbonát. Kiváló hő- és elektromos vezetőképessége miatt a rézet a víziparban és a fűtésben több mint 50% -ban használják a műszaki tervezésben. Kémiai szempontból katalizátorként (a kémiai reakciók gyorsítójaként) használják. Az EU-irányelvek szerint csak réz-karbonát, citrát, glükonát, szulfát és réz lizin táplálkozási célokra felhasználható. Ezenkívül bizonyos rézvegyületek adalékként megengedettek a „amennyire szükséges, a lehető legkevesebbet” szabály szerint - lat. : quantum satis, qs - például a színezékekről szóló irányelv szerint élelmiszer-színezékként E 141 Klorofillok és klorofillinek réztartalmú komplexei.

Biohasznosulás

Különböző étrendi összetevők képesek befolyásolni a réz anyagcserét azáltal, hogy változásokat okoznak a rézben abszorpció, kiválasztódás és terjesztés a testben lévő Cu. Például egyidejű bevitele C-vitamin (aszkorbinsav), néhány aminosavak, szőlőcukor polimerek, fehérjék, fumársav - fumarát -,oxálsav - oxalát - és egyéb szerves anyagok savak, például citrát, malát és laktát, elősegíti a réz abszorpció. Az aszkorbinsav képes csökkenteni a Cu2 + -ot Cu + -ra, és ezáltal növelni a Cu-t abszorpció.Túlzott koncentrációja élelmi rost, kalcium, foszfát, cink, vas, molibdén, kadmium, szulfid és fitátok vagy fitinsav viszont csökkentik a réz felszívódását. A hatások nagyon kifejezettek a vas és a cink. Ez utóbbi nyomelem képes vezetegyrészt a vékonybél enterocitáiba - sejtjeibe történő Cu transzport gátlására nyálkahártya vagy nyálkahártya - és másrészt intracelluláris kötődés a tároló fehérjéhez metallotionein a nyálkahártya átjutása során. Ez megakadályozza egyrészt a sejt Cu túlterhelését, másrészt a Cu transzportját a bazolaterális enterocita membránra és ezáltal a Cu felvételét a véráramba. Hasonlóképpen, magasadag igazgatás of savkötők vagy a penicillamin negatívan befolyásolhatja a rézellátást.

Abszorpció

A réz az élelmiszerben és a szervezetben kötött formában van jelen, nem pedig szabad ionként. Ennek oka különleges elektronkonfigurációja, amely lehetővé teszi komplex kötések kialakítását biokémiailag fontos vegyületekkel, mint pl fehérjék.A réz nagyrészt felszívódik a gyomor és felső vékonybél (patkóbél). Mivel a felszívódási arány nagymértékben függ az élelmiszer összetételétől, 35 és 70% között változik. Más szerzők azt állítják, hogy 20 és 50% közötti, a réztartalomtól függően diéta. -Tól anyatej, A réz 75% -a felszívódik, míg a tehéntejből csak körülbelül 23%. Ez azért van, mert a Cu tehénben van tej kazeinhez kötődik, egy durva koaguláló fehérjéhez, amelyet nehéz megemészteni. Általános szabály, hogy a nők tej0.3 mg / l koncentrációban sokkal több rézet tartalmaz, mint a tehéné tej, amelynek réztartalma csak 0.09 mg / l. A szervezet rézszintjét a bél felszívódásának és kiválasztásának beállításával szabályozzák. Így rézhiány esetén az abszorpció sebessége megnő, míg a megnövekedett réznél cinkvagy vas ellátás, további Cu felvétel vagy kiválasztás csökken, vagy blokkolódik. A réz felszívódása kettős kinetika alapján magyarázható. Alacsony koncentrációban a réz felszívódik a kefe határmembránjának enterocitáiba vékonybél egy aktív, azaz energiától függő, telíthető transzportmechanizmus révén. Magasabb koncentrációknál a passzív diffúzió dominál, azaz az enterocita membránon keresztüli transzport a koncentráció gradiens energiaellátás és membrántranszport nélkül fehérjék. A membrántranszportfehérjék rézfelvételének mechanizmusát - a hordozó által közvetített transzportot - még nem sikerült pontosan tisztázni. Egyértelmű azonban, hogy a cink és a vas felszívódásában szerepet játszó DCT-1 membránszállító fehérje szintén fontos a bél rézfelszívódásában. Az a tény, hogy a DCT-1-et cink és vas, valamint réz és más fémek használják, megmagyarázza ezen ionok antagonizmusát extrém körülmények között. Ha tartósan magas a készlet, a réz egy része nyálkahártya sejtjei vékonybél metallotioneinhez kötődik, amely a citoplazmában lokalizálódik. Ez a fehérje tárolja az abszorbeált rézt és felszabadítja azt a vér csak szükség esetén. Ezenkívül méregtelenítheti a réz feleslegét, amely egyébként képes lenne katalizálni a réz képződését oxigén gyökök. Az MNK-ATPáz, egy telíthető hordozó rendszer, felelős a Cu transzferért a bazolaterális enterocita membránból a véráramba. Csecsemőknél azonban a réz diffúzióval és alig telíthető víz.

Szállítás és tárolás

Az abszorbeált réz a vér a plazmafehérjékhez albumin és a transzkuprein és kis molekulatömegű ligandumok, például a hisztidin aminosav. A transzkuprein egy specifikus Cu transzportfehérjét képvisel, és nagyobb affinitása van a rézhez, mint a albumin. A plazma Cu szint normál körülmények között körülbelül 0.5-1.5 µg / ml, és a nőknél 10% -kal magasabb, mint a férfiaknál. Sem táplálékbevitel, sem böjtölés befolyásolja a plazma Cu szintjét. Még mindig nem egyértelmű okok miatt a plazma Cu-szintje majdnem megduplázódik, és megháromszorozódik terhesség vagy szedés után fogamzásgátlók (fogamzásgátló tabletták). A szérum rézszintje továbbra is magas:

  • Fertőzések
  • Glomerulonephritis - a vesesejtek (glomerulusok) gyulladása, általában autoimmun, mint a dialízist igénylő krónikus veseelégtelenség egyik fő oka
  • Miokardiális infarktus (szívroham)
  • Thyrotoxicosis - a krízis súlyosbodása pajzsmirigy-túlműködés (hyperthyreosis), amely tünetei miatt hevesen életveszélyes.
  • Lupus erythematosus - szisztémás autoimmun betegség a kollagenózisok csoportjából.
  • Biliáris cirrhosis - krónikus máj a kicsi lassú, progresszív pusztulásához vezető betegség epe vezetékek a máj végül cirrhosisra.
  • Akut leukémia - a vér sejtek, amelyekben ellenőrizetlen szorzata van leukociták (fehérvérsejtek).
  • Aplasztikus vérszegénység - a vérszegénység speciális formája (vérszegénység), ahol az összes vérsejt száma csökken egy megszerzett miatt csontvelő aplázia.
  • Ösztrogének beadása

Csökkent Cu plazmaszint például a Kwashiorkor betegségben, a fehérje egyik formájában található meg alultápláltság. Alulkínálat miatt bizonyos esszenciális aminosavak, csökken az albuminok (hypoalbuminemia) értéke a vérben, és így csökken a kolloid ozmotikus nyomás. Ennek eredményeként a szöveti folyadék - különösen a hasi régióban - nem képes felszívódni a vénás kapillárisokba. Transcuprein, albumin, és a hisztidin rézet szállít a portálon keresztül ér (vena portae) a máj, amely a hCtr1 hordozón keresztül veszi fel. A máj a réz anyagcseréjének központi szerve és a szervezet legfontosabb rézraktára. A májsejtekben (májsejtekben) a rézt részben tárolják, a chaperonoknak nevezett citoszolos transzportfehérjék specifikus szubcelluláris rekeszekbe irányítják, és rézfüggő enzimek, mint a caeruloplazmin, a citokróm c-oxidáz vagy a szuperoxid-dismutáz. Különösen fontos a plazmafehérje-caeruloplazmin. Ez egyszerre mutat enzimfunkciót, valamint specifikus kötési és transzport funkciót a réz számára. Ferroxidáz I-ként az enzim elengedhetetlen egyrészt a kétértékű és a háromértékű vas oxidációjához, másrészt a vas plazmához való kötődéséhez transzferrin másrészt. A réz egy része beépül az enzimbe a caeruloplazmin szintézise során a Golgi-készülékben elhelyezkedő réz-kötő ATPáz révén, és a máj Cu-caeruloplazmin formájában ismét a vérbe engedi. A hepatocitákat metallotioneinban tárolják. A plazmában lévő caeruloplazminhoz kötött réz szükség szerint eloszlik a szervezet különböző szerveiben és szöveteiben. A sejtfelvétel membránhoz kötött Cu-receptorokon keresztül történik. A réz a szervezetben a vas és cink után a harmadik leggyakoribb fémfém, testtartalma 80-100 mg. A legmagasabb rézkoncentráció főleg a májban (15%) és agy (10%), ezt követi szív és a vesék. Az izom (40%) és a csontváz (20%) adja a teljes tartalom körülbelül felét. A teljes réztartalomnak csak 6% -a található a szérumban. Ennek körülbelül 80-95% -a Cu-caeruloplasmin formájában van. Cu terjesztés a magzatoknál és a csecsemőknél eltér a felnőttekétől. Születéskor a máj és lép a testleltár felét teszi ki. Végül az újszülöttek májának 3-10-szer magasabb a Cu koncentráció mint a felnőtteké. Ezek a májtartalékok fiziológiailag normálisak, és úgy tűnik, hogy megvédik a csecsemőt a rézhiánytól az első hónapokban.

Kiválasztás

Az abszorpció mellett az ürítés az egyik legfontosabb szabályozó változó a Cu homeosztázisban vagy a Cu fenntartásában egyensúly a testben.A rézfelesleg körülbelül 80% -a ürül a epe az ürülékkel. Ebből a célból a nyomelemet lizoszómás lebontás útján szabadítják fel a Cu-metallotionein, valamint a Cu-caeruloplazmin hepatocitákban és plazmában, és a csatornás membránjukon Cu-kötő ATPázhoz kötődnek, vagy a glutationnal párhuzamosan GSH) egy GSH-függő transzporterhez. Ily módon a réz felszabadul a epe és a fehérjékkel együtt ürül a székletből, epesavakés aminosavakA felesleges réz 15% -a kiválasztódik a bélfalon keresztül a lumenbe, és a székletben is megszűnik. Csak 2-4% ürül renálisan a vizelettel. Tubuláris hibák esetén a vesén keresztül a vizelettel történő veszteség jelentősen megnőhet. Rézveszteség a bőr változóak, és a becslések szerint átlagosan 0.34 mg / nap. Nagyon kis mennyiségű réz tér vissza a szervezetbe a belekből a enterohepatikus keringés vagy újra felszívódik.