Молибден

 Молибден (лат. – Molybdaenum, Mo), будучи микроэлементом, содержится в организме в небольшом количестве. Однако его нехватка приводит к серьезным последствиям. Нарушается баланс аминокислот, белков. В организме накапливаются токсические продукты жизнедеятельности.

История открытия

Молибден впервые был получен в XVIII в. А до этого времени его соединения из-за внешнего свойства по ошибке отождествляли с другими веществами. Одно из таких соединений, молибденовый блеск или молибденит, MoS₂, своей мягкостью и блестящей поверхностью было очень похоже на графит и на свинцовый блеск, PbS.

Данные вещества объединяли общим названием молибден от греч. молюбдос, свинец. В 1778 г. шведский химик Шееле подверг молибденит взаимодействию с азотной кислотой. В результате была получена молибденовая кислота. Затем из молибденовой кислоты был получен оксид молибдена, а из оксида – чистый металлический молибден.

Физические и химические свойства

В периодической системе элементов Менделеева Мо расположен под № 42 в 6 группе 5 периода. На внешней орбите его атома вращаются 6 электронов, которые он может отдавать или присоединять в ходе реакции с другими веществами. Поэтому валентность переменная, и колеблется от 2 до 6. Чаще всего встречается шестивалентный, Мо(VI).

Внешне это серебристо-белый тугоплавкий довольно тяжелый  металл с температурой плавления 2620⁰С, и относительной плотностью 10,22 г/см³. Химическая активность зависит от температуры – при нагревании она повышается. В чистом виде в природе не встречается, а только лишь в виде соединений. Известно 15 молибденсодержащих минералов. Самый известный из них – вышеупомянутый молибденовый блеск.

Содержание в земной коре невелико – 1,1 x 10^-4% от ее общей массы. По этому показателю данный металл занимает 56 место среди остальных элементов таблицы Менделеева. Минералы, его содержащие, находятся в составе твердых горных пород, а также угля и нефти. Растворены они в речной и в морской воде. Причем в прибрежных и в поверхностных водах его находится меньше, чем в глубинных. Очень много Мо содержат некоторые звездные космические объекты.

Физиологическое действие

Содержание Мо в организме взрослого человека составляет 8-9 мг. Это количество невелико, гораздо меньше, чем содержание многих других минералов. Именно поэтому его отнесли к микроэлементам. Тем не менее, он играет существенную роль в различных видах обменных или метаболических процессов. В этих процессах участвует Мо (IV), Мо (V), и Мо (VI).

Особенно заметна роль Мо в метаболизме белков и мочевой кислоты. В настоящее время известно около 15 молибденсодержащих ферментов, где микроэлемент выступает в роли кофактора или кофермента, небелкового компонента фермента. Из этих 15 ферментов только 3 присутствуют в организме человека и животных.

1. Ксантиноксидаза
2. Сульфитоксидаза
3. Альдегидоксидаза.

Остальные ферменты  находятся в тканях высших растений, грибков и водорослей, бактерий, где обеспечивают тканевой рост и метаболизм.

Фермент ксантиноксидаза участвует в пуриновом обмене. С химической точки зрения пурин является азотсодержащим гетероциклическим соединением или азотистым основанием. Химические производные этого соединения – пурины. Данные соединения включены в состав нуклеиновых кислот, в виде т.н. пуриновых оснований, аденина и тимина. Другие азотистые основания гуанин, цитозин и урацил, относятся к пиримидинам, имеющим аналогичную с пуринами структуру.

Строгая последовательность пуринов и пиримидинов обеспечивает уникальность ДНК и РНК (тимин присутствует только в ДНК, урацил – только в РНК). Благодаря этой уникальности достигается видовая и индивидуальная специфичность синтезируемых белков. И все это благодаря пуринам.

Однако нуклеиновые кислоты, как и остальные органические соединения, выполнив свои функции, распадаются. Продуктом распада пуриновых оснований является гипоксантин. Он трансформируется в ксантин, а из ксантина образуется мочевая кислота, В неизмененном виде или в виде солей (уратов) она покидает наш организм вместе с мочой.

Ксантиноксидаза обеспечивает последовательное превращение гипоксантина в ксантин, а ксантина – в мочевую кислоту. В этом плане фермент выступает в роли «мусорщика», утилизируя конечные продукты обменных реакций.  Сходное с ксантиноксидазой действие оказывает альдегидоксидаза. Этот фермент тоже обеспечивает утилизацию и выведение из организма отработанных пуринов и пиримидинов.

Еще один  молибденсодержащий фермент, сульфитоксидаза, участвует в обмене аминокислот цистина, цистеина, метионина, и ряда других серосодержащий соединений.

Распад этих соединений сопровождается образованием сульфитов. Под действием сульфитоксидазы токсичные сульфиты преобразуются в нетоксичные сульфаты, которые затем выводятся с мочой. О важности этого фермента красноречиво говорят последствия его дефицита. Патология имеет врожденный характер. Она проявляется сразу, в грудном возрасте, и зачастую приводит к гибели.

Регуляция метаболизма пуринов и пиримидинов позитивно сказывается на азотистом балансе организма. Под его действием усиливается синтез аминокислот. А ведь аминокислоты – строительный материал для белков. Таким образом, микроэлемент оказывает анаболическое действие, способствует синтезу белковых соединений.

Белковый анаболизм, в свою очередь, положительно влияет на состояние многих тканей. Улучшается тканевая регенерация после повреждений. Доказано, что Мо снижает тяжесть воспалительных реакций.

В немалой степени это связано с его антиоксидантным действием. Микроэлемент угнетает свободнорадикальное окисление, и тем самым защищает от повреждения мембраны клеток. При этом он активирует вит. С, являющийся мощным антиоксидантом. Он защищает этот и некоторые другие витамины от разрушения.

Кроме того, Мо укрепляет иммунитет. Под его действием повышается фагоцитарная активность лейкоцитов крови. На другие форменные элементы крови, эритроциты, он также влияет положительно.  Он способствует синтезу эритроцитов и гемоглобина, и тем самым предотвращает анемию. В немалой степени это обусловлено тем, что он  улучшает усваивание железа.

Усваивание другого микроэлемента, фтора, молибден тоже улучшает. С этим связано укрепление зубов и снижение риска кариеса. А еще Мо повышает прочность костей и связок, предотвращает развитие артритов, и уменьшает суставные боли.

Микроэлемент расширяет просвет бронхов, и предотвращает бронхоспазм. В составе ферментов он обеспечивает тканевое дыхание. В итоге получается, что Мо участвует во всех этапах транспорта кислорода:

• расширяя бронхи, улучшает легочный газообмен
• обеспечивает транспорт кислорода эритроцитами крови
• способствует проникновению кислорода внутрь клетки.

Пищеварительная система тоже является точкой приложения.  Под его действием активируются ферменты поджелудочной железы. Кроме того, доказано положительное влияние Мо на кишечную микрофлору. В итоге улучшается пищеварение, облегчается всасывание компонентов пищи и формирование каловых масс.

Молибден в составе ферментов усиливает детоксикационую способность печени. Наряду с другими веществами и соединениями он нейтрализует действие алкоголя и ксенобиотиков  — поступающих извне ядов.  Микроэлемент снижает риск злокачественных новообразований ЖКТ (желудочно-кишечного тракта), а также других систем органов.

Под его действием повышается активность мужских половых гормонов, андрогенов. В итоге стимулируется сперматогенез и потенция. Снижается риск мужского бесплодия, а в пожилом возрасте – аденомы и рака простаты.

Кроме того, микроэлемент улучшает остроту зрения. В детском и в юношеском возрасте Мо вместе с другими минералами, витаминами, стимулирует физический рост и психическое развитие.

Суточная потребность

Точно не определена, и приведенные цифры носят в большей степени рекомендательный характер.

Категория	Суточная норма, мкг
Младенцы до 2 лет	5-6
Дети 3-5 лет	8-10
Дети 6-8 лет	10-20
Дети 9-13 лет	20-30
Подростки-мальчики	50-60
Подростки-девочки	40-50
Взрослые мужчины	70-80
Взрослые женщины	70
Беременные	80

 

При тяжелых заболеваниях, физических нагрузках, потребность в Мо может повышаться до 100 мкг. Некоторые полагают, что в экстремальных ситуациях, при патологических состояниях молибдена нужно еще больше – до 300-400 мкг/сут.

Причины и признаки дефицита

Молибденовый дефицит встречается нечасто. Как правило, он сочетается с дефицитом многих других минералов, а также витаминов. Причины могут быть связаны с патологией ЖКТ, сопровождающейся ухудшением всасывательной способности кишечника.

Потребность в Мо может повышаться при бурном росте, беременности, тяжело протекающих хронических заболеваниях,  после перенесенных травм. В этих случаях отмечается относительная недостаточность микроэлемента.

Еще одна причина – употребление рафинированных продуктов. Ведь в процессе очистки из них удаляется большая часть нутриентов (питательных веществ). Да и в натуральной пище со временем Мо становится все меньше и меньше.

Дело в том, что из-за многолетнего возделывания сельскохозяйственных культур, пищевых кормов, почва теряет многие минералы, в т.ч. и Мо.

А есть такие регионы (Южная Африка, Юго-Восточная Африка), где в силу геологических особенностей его в почве изначально мало. Это места, эндемичные по молибденовому дефициту. Поскольку медь и вольфрам являются его антагонистами, то повышение количества этих минералов также приводит к дефициту Mo.

Основная причина медной и вольфрамовой интоксикации связана с работой на вредных производствах или с проживанием в экологически неблагоприятных регионах.

Нехватка Мо проявляется ухудшением мыслительных способностей, раздражительностью, быстрой утомляемостью. Снижается острота зрения, ухудшается адаптация глаз к темноте. Из-за слабого иммунитета пациенты подвержены инфекционным заболеваниям. Нередко отмечается анемия, кариес. Анемия сопровождается гипоксией (дефицитом кислорода) тканей, Гипоксия приводит к учащению сердечных сокращений, тахикардии.

Низкое содержание Мо негативно сказывается на активности молибденсодержащих ферментов. Нарушается синтез мочевой кислоты.

Неутилизированный ксантин в виде камней откладывается в почках с развитием мочекаменной болезни (МКБ).  Типичные случаи мужского и женского бесплодия. Дети с дефицитом молибдена отстают в росте и развитии.

Особенно тяжело протекает врожденная  несостоятельности сулфитоксидазы. Нарушение метаболизма и накопление токсинов проявляется пищеварительными расстройствами, судорогами, тяжелым поражением центральной нервной системы (ЦНС). Большинство малышей погибает в течение первых 2 лет жизни.

Остальные обречены на инвалидность. В ходе научных исследований ученые выяснили, что в инактивации сульфитоксидазы повинен дефицит молибдена. Без этого микроэлемента фермент не работает.

Источники поступления

В течение суток при сбалансированном питании взрослый человек получает от 75 до 250 мкг Мо. Это количество в целом покрывает суточную потребность в микроэлементе.

Больше всего содержится в белковой пище. Это не только мясо, но и рыба, но и мясные субпродукты (печень, сердце, почки, мозг). Растительные белки, включенные в состав зерновых, бобовых, тоже содержат его большое количество.

Содержание Мо в 100 г пищевых продуктов:

Продукт	Содержание, мкг/100 г
Говядина	10
Говяжья печень	110
Говяжьи почки	87
Говяжье сердце, мозги	18
Свинина	12
Свиная печень	81
Свиные почки	43
Свиное сердце	19
Курица	16
Печень куриная	55
Яйца куриные	41
Индейка	28
Соя	95
Горох	83
Чечевица	76
Фасоль	39
Какао бобы	41
Овсяная крупа	38
Гречиха	35
Рис	25
Пшеница зерновая	42
Молоко	35
Треска	13
Ставрида	26
Кальмары	20
Шпроты в масле	11
Макаронные изделия	11
Черная смородина	24
Малина	14
Крыжовник	11
Зеленый лук	19

Он теряется при длительной варке пищи. То же самое касается замораживания мяса, субпродуктов и рыбы.

Метаболизм

Поступивший внутрь, он всасывается в желудке и в начальных отделах тонкого кишечника. В зависимости от пищевого источника всасываемость составляет 25-80%, но может приближаться к 100%. Поступивший в кровь микроэлемент частично присутствует в форменных элементах, а частично в плазме, в комплексе с плазменными белками альбуминами.

Вместе с альбуминами он разносится по органам и тканям. Распределение его в организме неравномерное. Относительно много Мо в коже и костной ткани, а также во внутренних органах, главным образом в печени и в почках. Этими же органами, почками и печенью, он и выводится  в составе мочи и желчи. При этом в организме он не накапливается.

Взаимодействие с другими веществами

Физиологическим антагонистом молибдена является другой металл, вольфрам. Полагают, что вольфрам вытесняет молибден из ферментов. Натрий и свинец также снижают его активность.  С серой и медью он тоже не дружит. Сульфат меди снижает содержание Мо в организме, т.к. усиливает его выведение вместе с желчью.

А молибденсодержащая соль тиомолибдат аммония ухудшает всасывание меди. Одновременно принимать его с железом тоже нельзя. Зато дефицит меди и железа приводит к повышению его уровня в организме. Мо совместим со многими витаминами – вит. А, С, D, Е, группы В за исключением Вит. В₁₂, который он разрушает.

Признаки избытка

Естественным путем только лишь с помощью пищевых продуктов добиться избытка его вряд ли возможно. Ведь микроэлемент не накапливается в организме.

Хотя в некоторых регионах, в т.ч. и в Армении, отмечается высокое содержание молибденовых минералов в почвах. В этих регионах случаи молибденовой интоксикации – не редкость.

Искусственное повышение уровня элемента в почве и воде может быть следствием промышленного загрязнения. Дефицит меди также приводит к повышению уровня Мо в организме.

Повышенный прием молибденсодержащих препаратов тоже может спровоцировать интоксикацию, но лишь теоретически. Дело в том, что токсическая суточная доза Мо – 10-15 мг, а летальная – 50 мг. Для достижения такой дозы препараты нужно поглощать буквально пригоршнями.

Высокий уровень Мо приводит к повышенной активности соответствующих ферментов-оксидаз. В результате повышается уровень мочевой кислоты в организме, развивается молибденовая подагра.

Как и обычная подагра, она проходит с явлениями артрита, изменениями кожи, слизистых оболочек,  легких, сердца, почек, в которых откладываются уратные камни.

Остальные симптомы избытка неспецифичны, и встречаются при его недостатке. Появляется анемия, угнетение иммунитета, прогрессирующее снижение массы тела. Лечение направлено на устранение причин и симптомов молибденовой интоксикации. Для снижения уровня Мо назначают препараты серы и меди.