Molübdeen: Milline on selle mõju organismile? Toiduained + puuduse ja ülejäägi sümptomid.

Elemendi põhiomadused

Molübdeen on oluline keemiline element. See on elusorganismide põhikomponent, mis on hädavajalik nende ellujäämiseks.

Selle keemiline tähis on Mo, mis tuleneb ladinakeelsest sõnast molybdaenum.

Selle nimi tuleneb vanakreeka sõnast "molybdos", mis tähendab tõlkes pliid. See ekslik nimetus põhineb asjaolul, et inimesed ajasid molybdäänimaagid sageli segi plii- või grafiidimaagidega sama välimuse tõttu.

Lisaks sellele oli plii nimetus antiikajal universaalne nimetus igale mustjashallile mineraalile, mis jättis jälgi paberile või muudele pindadele.

Molübdeeni avastamislugu ulatub aastasse 1778, mil Rootsi keemik Carl Wilhelm Scheele tuvastas selle tundmatu elemendina mineraalis molübdeniit.

Kuid inimesed teadsid seda mineraali juba palju varem, just seetõttu, et seda peeti pikka aega ekslikult pliimaagi või grafiidiga.

Molübdeen isoleeriti esmakordselt metallina 1781. aastal Rootsi keemiku Peter Jacob Hjelmi poolt, kes andis sellele ka nime.

Molübdeen kuulub keemiliste elementide perioodilisustabelis 6. rühma ja asub perioodis 5.

See kuulub elementide rühma, mida nimetatakse üleminekuelementideks või ka üleminekumetallideks.

See nimetus pärineb ajast, mil keemikud omistasid perioodilisustabelis keskel olevatele elementidele üleminekuomadusi leelismetallide ja mittemetallide vahel.

Molübdeen on hõbehalli värvi läikiv metall. Ta on plastne ja väga korrosioonikindel.

Sellel on üks kõrgeimaid sulamistemperatuure kõigist elementidest. Normaaltemperatuuril ei reageeri ta vee ega õhuga.

Tabelis on esitatud kokkuvõte põhilistest keemilistest ja füüsikalistest andmetest molübdeeni kohta.

Molübdeen on element, mis on laialt levinud universumis, maakoores, vees ja pinnases ning täidab lõppkokkuvõttes olulisi funktsioone elusorganismides, sealhulgas inimkehas.

Molübdeen ei esine looduses vabal kujul. Kõige sagedamini leidub see mineraalides, nagu molübdeniit (MoS2), vulfeniit (PbMoO4), powelliit (CaMoO4) ja ferrimolübdiit.

Tööstuslikus kasutuses kasutatakse kõige rohkem molübdeeni metallurgias sulamite (nt malm, teras) tootmiseks.

Molübdeen annab saadud toodetele ainulaadse tugevuse, kõvaduse, elektrijuhtivuse ning kulumis- ja korrosioonikindluse.

Lisaks saab molübdeeni ja selle ühendeid kasutada:

• elektroodide, elektri- või elektroonikakomponentide osana, tänu oma kõrgele sulamistemperatuurile.
• tõhusa tahke määrdeainena, eriti kõrgetel temperatuuridel (kus õlid lagunevad).
• katalüsaatorina naftatööstuses
• Aine, mis parandab värvide ja lakkide haardumist metallide külge.
• Pigment plastides või keraamikas
• väetis taimedele
• Loomasööda osa
• Radioaktiivne isotoop meditsiinilises pilditehnikas

Milline on molübdeeni bioloogiline funktsioon?

Molübdeen on üks inimorganismi olulistest mikroelementidest. Seda on vaja ainult väikestes kogustes, kuid selle olemasolu on siiski oluline ja selle puudusel võivad olla fataalsed tagajärjed.

Keha ei suuda ise molübdeeni toota ja sõltub selle saamisest väliskeskkonnast.

Molübdeeni vajadus inimkehas on tihedalt seotud teatavate ensüümide toimimisega. Molübdeen toimib nende ensüümide kofaktorina, mis omakorda võivad olla seotud erinevate keemiliste reaktsioonide kiirendamisega - nn katalüüsiga.

Kofaktorid on väikese molekulmassiga kemikaalid, mis on seotud ensüümimolekuliga (nad on ensüümi mittevalguline komponent). Nende tähtsus seisneb selles, et nad on ensüümide toimimiseks hädavajalikud. Ilma nende olemasoluta ei oleks ensüümidel aktiivsust.

Kofaktorite peamine roll on aatomite või aatomirühmade ülekandmine keemilise reaktsiooni käigus, milles ensüüm osaleb.

Molübdeeni bioloogilist tähtsust kirjeldati sisuliselt alles pärast esimeste molübdeeni sisaldavate ensüümide avastamist 1950. aastatel.

Molübdeenil kui üksikelemendil ei ole organismis mingit rolli, sest sellisel kujul on ta inaktiivne. Ta muutub oluliseks alles siis, kui ta moodustab kompleksi koos ensüümiga.

Sellest järeldub, et molübdeeni bioloogiliselt aktiivne vorm meie organismis on orgaaniline molekul - molübdeeni kofaktor.

On olemas kahte tüüpi molübdeen kofaktoreid, mis erinevad oluliselt üksteisest oma struktuuri poolest.

Esimene neist on rauaioone sisaldav molübdeen kofaktor (lühend FeMoCo), mis on osa ensüümi nitrogenaasist. See ensüüm ei mõjuta inimest, kuid seda leidub mõnes bakteris. Selle ülesanne on siduda atmosfäärist pärit lämmastikku.

Teine tüüp on pteriinipõhine molübdeen kofaktor (lühend MoCo). See on enam kui 100 erineva ensüümtüübi, sealhulgas inimkehas leiduvate ensüümide komponent.

Inimesel on seni tuvastatud ainult 4 ensüümi, mille aktiivsus nõuab molübdeeni kofaktorina - nimelt sulfiidoksüdaas, ksantiinioksüdaas, aldehüüdioksüdaas ja mitokondriaalne amidoreduktsioonikomponent.

Nende roll on katalüüsida (st kiirendada) selliste elemente nagu väävel, süsinik või lämmastik sisaldavate ühendite oksüdatsiooni-reduktsioonireaktsioone.

Sulfiidoksüdaas on ensüüm, mis katalüüsib ^SO32- sulfitite muundamist ^SO42- sulfaatideks.

See reaktsioon on oluline etapp väävlit sisaldavate aminohapete, st tsüsteiini ja metioniini lagundamise ja lagundamise protsessis organismis.

Sulfiidoksüdaasi puudulikkus võib põhjustada tõsiseid neuroloogilisi häireid.

Sulfiidoksüdaas osaleb isegi sulfitite lagundamises toidus. Sulfiidid on tavalised lisaained toidus - veinis, jookides, juustus või puuviljades -, kus nad toimivad säilitusainetena või antioksüdantidena.

Ensüüm ksantiinioksüdaas katalüüsib puriinide, mis on nukleiinhapete DNA ja RNA ehitusplokid, lagundamist. Selle lagundamisreaktsiooni lõppsaadus on kusihape.

Ksantiinioksüdaasi puudumine organismis võib põhjustada toksilisust ja isegi rakkude geneetilise informatsiooni kahjustamist.

Aldehüüdoksüdaasi tähtsus seisneb eelkõige selles, et ta osaleb ravimite ja toksiliste ühendite metabolismis. Lisaks katalüüsib ta erinevate looduslike ühendite hüdroksüülimisreaktsioone.

Molübdeeni sisaldavate ensüümide kvartetti täiendab ensüüm, mida nimetatakse mitokondriaalseks amidoksiimi redutseerivaks komponendiks (mARC).

See ensüüm osaleb ravimite lähteainete metabolismis.

Ravimi lähteaine on ravimi inaktiivne vorm, mis pärast organismi sattumist metaboliseerub, et moodustada aktiivne ravim, mis on võimeline toimima tootena.

Ravimi lähteained moodustuvad kõige sagedamini hapniku aatomi sisseviimisel aktiivse ravimi molekuli. Ensüüm mARC suudab seda hapniku sidet molekulis vähendada ja vastutab seega ravimi aktiivse vormi moodustamise eest.

Lisaks eespool nimetatud molübdeenensüümide esmastele funktsioonidele võib mainida ka nende osalust nitriti redutseerimisel lämmastikoksiidiks, mis omakorda reguleerib veresoonte kokkutõmbumist, vererõhku, raku hingamist ja rakkude kaitset stressi eest.

Molübdeen - alates tarbimisest kuni eritumiseni

Imendumine

Peamine tee, mille kaudu molübdeen organismi satub, on molübdeeni sissevõtmine toiduga või joogiveega.

Selleks, et molübdeen saaks seedetrakti kaudu imenduda, peab see olema kuuevalentsel kujul ^Mo6+, enamasti koos hapnikuga oksüanioonina.

Imendumise koht on mao ja peensool. Suurem imendumise kiirus on peensooles.

Molübdeen imendub suhteliselt kiiresti ja moodustab ligikaudu 88-93 % kogu toiduga saadavast kogutarbimisest.

Imendunud molübdeeni kogus ei sõltu mitte ainult molübdeeni kogusest toidus, vaid ka samal ajal tarbitud toidu koostisest.

Vase ja sulfaatide samaaegsel tarbimisel moodustuvad molübdeeni, väävli ja vase lahustumatud kompleksid ning nende elementide imendumine on takistatud.

Jaotus

Imendunud molübdeen väljub seedetraktist ja satub verre, kust see jaotub keha eri osadesse.

Tavaliselt on see ^Mo4+ või ^Mo6+ kujul ja on seotud väävli või hapnikuga.

Täiskasvanu organismis leidub umbes 9 mg molübdeeni. Suurem osa sellest on molübdeenensüümide osana. Suurimad kogused on koondunud maksa, neerude, peensoole ja neerupealiste neerude sisse.

Siiski leidub seda ka hammastes või luudes.

Molübdeeni füsioloogiline kontsentratsioon veres on ligikaudu 0,6 ng/ml. Selle väärtus sõltub aga ka molübdeeni toiduga saadavast kogusest.

Patoloogiliselt kõrgenenud molübdeeni kontsentratsiooni veres täheldatakse viiruste põhjustatud ägedate põletikuliste maksahaiguste ja alkoholist põhjustatud maksakahjustusega patsientidel.

Eritumine

Molübdeeni peamine eritumisviis on uriin. Mida suurem on molübdeeni tarbimine toiduga, seda suurem on eritumise kiirus.

Molübdeeni eritumise reguleerimine on kõige olulisem samm molübdeeni homöostaasi säilitamisel, st molübdeeni taseme hoidmisel füsioloogilisel tasemel.

Väike kogus molübdeeni eemaldatakse organismist ka väljaheitega. See on peamiselt see osa, mis ei ole seedetraktis imendunud ja eritub otse organismist.

Tuleb mainida ka väljaviimist sapiga. Koos sapiga satub molübdeen soolestikku ja väljutatakse seejärel organismist uuesti väljaheitega.

Molübdeeni eritumise protsessi mõjutab tõenäoliselt vase ja sulfaadi olemasolu organismis. See koostoime viib molybdaani suurenenud eritumiseni neerude kaudu uriiniga.

Milline on molübdeeni soovitatav päevane tarbimine?

Soovitusi molübdeeni keskmise päevase tarbimise kohta ei ole andmete puudumise tõttu kehtestatud.

Euroopa Toiduohutusamet avaldab siiski molübdeeni piisava tarbimise väärtused. Piisav tarbimine on keskmine väärtus, mis põhineb vaatlustel. Eeldatakse, et see vastab elanikkonna vajadustele.

Lisaks sellele on olemas ka molübdeeni tarbimise ülempiir, mis on inimestele veel talutav.

See piirnorm kujutab endast maksimaalset pikaajalist igapäevast molübdeeni tarbimist kõikidest allikatest, mille puhul ei ole ohtu tervisele kahjulike mõjude tekkeks.

Tabelis esitatud kokkuvõte molübdeeni piisavast päevasest tarbimisest ja tarbimise ülempiirist vanuse järgi.

Molübdeeni toitumisallikad

Kõige olulisem molübdeeniallikas inimesele on toit ja vähemal määral joogivesi.

Molübdeenirikkad toiduained on peamiselt kaunviljad (oad, herned, läätsed), lehtköögiviljad, teraviljad ja teraviljatooted (nisu, kaer), riis, pähklid, päevalilleseemned, piim ja piimatooted.

Vähemal määral liha ja rups, nt maks.

Molübdeeni sisaldus on toiduainepõhiselt erinev. See sõltub toidu liigist ja ka molübdeeni sisaldusest mullas, millel taimne toit on kasvatatud. Loomsete toodete puhul sõltub see loomasööda iseloomust.

Leeliselisemad mullad sisaldavad tavaliselt rohkem molübdeeni.

Molybdaani allikaks võivad olla ka toidulisandid. Praegu on turul kättesaadavad ainult mitme koostisosaga preparaadid, mis sisaldavad molübdeeni teiste koostisosade hulgas.

Need on mitmesugused multivitamiini- või mineraalainelised toidulisandid. Neis leidub molübdeen ammooniummolübdaadi või naatriummolübdaadi kujul.

Tavaliselt kasutatakse seda aga ka kloriidide või sidrunhappesoolade kujul.

Millised on molübdeeni puuduse tagajärjed?

Nagu teiste mineraalide või mikroelementide puhul, on oluline säilitada molübdeeni kontsentratsioon füsioloogilises vahemikus.

Ainult siis on see element organismile kasulik ja ohutu.

Igasugune märkimisväärne kõrvalekalle kehtestatud väärtustest võib põhjustada tervisekomplikatsioonide tekkimist ja arengut.

Võib tekkida kaks olukorda - molübdeeni liigse koguse esinemine organismis või vastupidi, selle puudus või ebapiisav toimimine.

Molübdeeni puudus ja selle tagajärjed

Organismi molübdeenivarustus toimub peamiselt toidu kaudu.

Seetõttu on loogiline, et molübdeenirikka toidu ebapiisav tarbimine võib olla molübdeenipuuduse esimene põhjus.

Siiski on vähesest toiduga saadavast vähesest toidukogusest tingitud molübdeenipuudus organismis haruldane ja inimestel peaaegu olematu.

Ainus registreeritud juhtum (1981), kus vähese molübdeeni tarbimise tagajärjel tekkis defitsiit, oli Crohni tõvega patsient, kes sai mitu kuud täielikku parenteraalset toitlustamist ilma molübdeeni lisatoetuseta.

Selle patsiendi sümptomid olid iiveldus, kiire hingamine ja südame löögisagedus, nägemishäired ja kooma. Laboratoorsed testid näitasid vähenenud kusihappe tootmist ja väävlit sisaldavate aminohapete metabolismi häireid.

Molybdaani kahjustatud funktsiooni olemasolu on palju tõenäolisem võrreldes molübdeeni puudusega organismis.

Sellisel juhul võetakse seda mikroelementi küllaldaselt organismi, kuid isegi sellisel juhul ei toimi see korralikult.

Selleks, et molübdeen toimiks, peab see olema ensüümi osa molübdeen kofaktori - MoCo - kujul.

MoCo moodustamise protsess koosneb mitmest etapist. Iga viga selles protsessis põhjustab MoCo ebaõige sünteesi.

Kuna MoCo on juba nimetatud nelja ensüümi oluline komponent, siis mõjutab selle moodustamise ebaõnnestumine negatiivselt molübdeenensüümide toimimist.

MoCo korrektse sünteesi vigu nimetatakse mutatsioonideks (neid on tuvastatud üle 60 liigi). Need on väga harva esinevad sünnidefektid.

MoCo moodustumise mutatsioonid võivad põhjustada kas kõigi või ainult ühe konkreetse molübdeenensüümi talitlushäireid.

Molübdeenensüümide halva toimimise tagajärjed on järgmised:

1. Sulfiidoksüdaasi puudulikkus

• Väävliühendite kogunemine organismis (kuna ensüüm ei suuda neid lagundada).
• neuroloogiliste häirete ja tõsiste arenguhäirete teke inimesel.

2. ksantiinioksüdaasi puudulikkus

• Puriini derivaatide kuhjumine organismis ja uriinis (kuna ensüüm ei lagunda neid).
• Madal kusihappesisaldus veres (vere vähenenud antioksüdantne funktsioon).

3. Kõigi ensüümide puudulikkus

• Vastsündinutel esinevad probleemid söömisega, krambid, liigne nutmine, läätsede asendi muutus
• Esimestel eluaastatel ei suuda isikud liikuda, ei suhtle keskkonnaga, sõltuvad toitmisest ja nende üldine vaimne areng on peatunud
• Lõpeb tavaliselt surmaga esimestel eluaastatel.

Liigne molübdeen ja selle tagajärjed

Molübdeen ise ja selle ühendid ei kujuta inimorganismile olulist ohtu isegi suurte annuste puhul. Molübdeenist põhjustatud mürgistuse tõenäosus on suhteliselt väike.

On teatatud mitmetest juhtudest, kus molübdeeni liigne tarbimine (selle suure kontsentratsiooni tõttu pinnases) on põhjustanud selliseid sümptomeid nagu liigesevalu, suurenenud kusihappe sisaldus uriinis, suurenenud molübdeeni sisaldus veres või podagrahooga sarnased sümptomid.

Nende sümptomite olemus viitab sellele, et suurenenud molübdeeni tarbimine suurendab ka molübdeenensüümide tootmist ja aktiivsust.

Tõsist molübdeenitoksilisust on seni täheldatud ainult loomadel, eriti mäletsejalistel.

Liigne molübdeeni tarbimine vähendab vase imendumise kiirust mitteimenduvate komplekside moodustumise tõttu.

Tekib sekundaarne vasepuudus, mida nimetatakse molybdenoosiks või hüpokuproosiks ja mis väljendub raskes kõhulahtisuses, kõhukinnisuses, karvkatte halvenemises, jäsemete jäikuses, aneemias ja isegi viljatuses.

Vase puuduse teke liigsete molübdeeniannuste tarbimisest võib seega olla ka inimesele ohtlik, kuid see on väga haruldane.

Molübdeeni ja vase koostoimet kasutatakse praegu Wilsoni tõve raviks, mis on vase ainevahetuse häire, mille puhul toimub vase liigne kuhjumine organismis. Molübdeeni manustamine vähendab vaba vase osakaalu veres, takistades sellega selle ladestumist kudedes ja toksilisust.