08.01.2018/№2

image

Создание методов определения концентрации цинка в организме - одна из ключевых задач в исследованиях ученых-биофизиков.

Роль металлов в развитии и становлении технической культуры человечества весьма велика, но для самого человека они всегда представляют палку о двух концах.

go to link Наш сателлитный центр

Например, ртуть дала нам термометры, электрические выключатели и лампы, но в то же время привела к возникновению новых патологий. А что мы знаем о металлах, которые содержатся в нас самих? Каких металлов много в наших клетках и что они там делают? Конечно, речь идет не о металлах в свободном виде, но ведь они легко переходят в ионное состояние.

В 1992 году в Лионе (Франция) под эгидой ЮНЕСКО был создан международный центр исследования микроэлементов – Институт микроанализа ЮНЕСКО. Главной его задачей стала координация фундаментальных и прикладных научных проектов ЮНЕСКО, имеющих междисциплинарный характер и проводимых в разных странах в области микроэлементов с привлечением подходов химии, биохимии, фармакологии, генетики, эпидемиологии, терапии, агрономии, ветеринарии, проблем питания и окружающей среды. В 2004 году Институт биофизики и клеточной инженерии НАН Беларуси определен как сателлитный центр Института микроанализа ЮНЕСКО (координатор – академик И.Волотовский). С этого времени в институте появились новые направления исследований – нанотоксикология и биоэлементология. Одним из биоэлементов, который привлек внимание ученых, стал цинк.

Амфетамин купить казань Биология цинка

Сегодня цинк считается одним из жизненно важных микроэлементов организма человека, а среди переходных металлов он занимает второе место после железа по содержанию и участию в химических, структурных и регуляторных процессах в клетках. Отправной точкой в исследованиях роли цинка в организме человека можно считать получение результатов металлопротеомного анализа, проведенного американскими учеными, которые показали, что в процессе эволюции наряду с увеличением «использования» цинка в биосистемах снижалась «востребованность» железа. Это означало, что цинк сейчас может выполнять функции, которые когда-то находились в «сфере интересов» других ионов металлов. Но что же примечательного в биологии цинка, какие факторы обусловили его уникальность наряду с другими ионами металлов, какое количество цинка необходимо для нормального функционирования клеток? На эти далеко не простые вопросы на протяжении более 10 лет пытаются ответить в лаборатории медицинской биофизики (зав. лаборато­рией – член-корр. НАН Беларуси Е.Слобожанина), где выполнен цикл работ по установлению механизмов токсического и регуляторного действия ионов цинка в клетках крови человека в норме и при патологии.

image

Долгое время считалось, что в отличие от других переходных металлов (железо, медь и др.) цинк фактически нетоксичен даже в высоких дозах, так как процессы поддержания его гомеостаза (внутриклеточное постоянство содержания), которые включают вход, распределение и экскрецию, очень эффективны в организме человека. В пользу данного аргумента выступал и тот факт, что не были известны заболевания, которые напрямую ассоциированы с экзогенным воздействием этого металла. Однако исследования, проведенные на здоровых некурящих добровольцах, показали, что двухчасовое вдыхание оксида цинка приводит к нарушению функционирования легких уже через 48 часов после воздействия. Позже эти результаты были подтверждены и в исследованиях, выполненных в лабораторных условиях: как на клеточных культурах, так и на клетках крови человека. В итоге было установлено, что много цинка, с точки зрения организма человека, все же бывает. В нашей лаборатории получены экспериментальные доказательства того, что в эритроцитах человека существует «тонкий концентрационный баланс» между эссенциальными (жизненно необходимыми) и токсичными свойствами цинка, нарушение которого может привести к запуску гибели клеток. Данные результаты стали основой создания способа оценки воздействия ацетата свинца или сульфата цинка на мембрану эритроцитов человека и способа количественного определения в эритроцитах содержания лабильных ионов цинка (получены патенты Беларуси), а также клеточной тест-системы для оценки токсичности ионов цинка в организме человека.

http://www.dilworld.xyz/tremendous/kupit-zakladki-marki-v-krasnoperekopskosparivaetsya.html Последствия дефицита

А на вопрос «Бывает ли цинка мало?» ученые-медики ответили еще в далеком 1961 году, когда дефицит цинка был идентифицирован главным фактором в пищевом синдроме, описанном в странах Среднего Востока. Позже в ходе фенотипической экспрессии аутосомно-рецессивного наследственного заболевания – энтеропатического акродерматита, был обнаружен дефект именно в метаболизме этого металла, а ген ZIP4, который кодирует белки-транспортеры ионов цинка и экспрессируется в кишечнике, был в дальнейшем определен как ген, ответственный за развитие данного заболевания. Этот факт явился первым генетическим доказательством того, что цинк, абсорбированный в кишечнике, имеет огромное физиологическое значение. Сегодня известно, что состояние недостаточности ионов цинка в организме человека может носить алиментарный (когда его поступление с пищей недостаточно) или эндогенный характер (когда внутриклеточный цинк участвует в роли фактора или кофактора в этиопатогенезе некоторых заболеваний, например сахарного диабета 2 типа). Нами также было показано, что в эритроцитах пациентов с сахарным диабетом 2 типа снижен уровень свободного цинка, что индуцирует нарушение антиоксидантного статуса клеток крови, а впоследствии и всего организма.

По статистике ВОЗ, в мире насчитывается более 2 млрд людей, страдающих дефицитом различных микроэлементов, в том числе и цинка. При этом борьба с данным недугом принимает гипертрофированные формы из-за навязчивой рекламы большого числа фирм, предлагающих БАДы для восполнения микроэлементов. В России за последние 20 лет появилось более 600 препаратов и БАДов с микроэлементами, в Беларуси – десятки, инструкции к их применению не всегда обоснованы и само их применение является хаотичным. Поэтому выявление «биомаркеров» токсического действия микроэлементов, расширение набора «тест-объектов» – меры, необходимые для обеспечения надежного и всестороннего суждения о недостаточности или избытка металлов в организме. Предстоит еще большая работа по созданию чувствительных и простых методов определения концентрации цинка в организме, но именно это является ключевой задачей в исследованиях ученых-биофизиков.

get link Юлия ГАРМАЗА,

go site старший научный сотрудник лаборатории медицинской биофизики

Купить МЁД Ершов Института биофизики и клеточной инженерии НАН Беларуси, к.б.н.

follow url На фото: автор материала