Роль микроэлементов: Микроэлементы, их значение и роль в организме детей

Микроэлементы, их значение и роль в организме детей

Растущий организм ребенка нуждается в постоянном поддержании баланса микроэлементов, особенно в раннем периоде активного развития, в так называемые «критические окна роста». Последствия этого будут заметны как в ближайшие годы, так и на протяжении всей жизни. Несбалансированный состав питания может оказывать неблагоприятное влияние на процессы физического роста и развития, а также на созревание всех функций головного мозга, сознание и поведение ребенка. Особую группу составляют микроэлементы, которые влияют на развитие и работу головного мозга ребенка — железо, цинк, йод, марганец, медь.

Гемовое железо содержится в продуктах животного происхождения — мясо, печень, рыба. Негемовое железо содержится в продуктах растительного происхождения — в злаках, зелени, фруктах и овощах.

Железо обеспечивает ткани мозга кислородом и способствует выработке энергии, влияет на процессы взаимодействия клеток мозга, что способствует развитию мышления, познавательных функций, интеллекта.

Поэтому дефицит железа у детей может привести к ухудшению психического и моторного развития, снижению способностей и успеваемости в школе. Для обеспечения организма малыша железом его ежедневный рацион должен обязательно содержать порцию мяса или рыбы, каши (гречневая, овсяная), овощей (цветная капуста, брокколи, цуккини), фруктов (яблоки, груши).

Йод участвует в образовании гормонов щитовидной железы, которые влияют на интенсивность обмена веществ в клетках мозга, а также регулируют рост ребенка. Поэтому дефицит йода в организме ребенка ведет к нарушению его интеллектуального развития. Йод содержится в таких продуктах как рыба (она должна входить в рацион малыша старше 8 месяцев примерно 2 раза в неделю), яйца, морковь, картофель.

Медь и марганец

Элементы принимают участие в реакциях, защищающих мозг от повреждения свободными радикалами, активно влияют на физический рост и развитие ребенка. Недостаток марганца может привести к нарушению формирования скелета у детей, замедлению развития и роста ребенка, поскольку этот элемент участвует в формировании нормальной структуры костей, соединительной ткани, хрящей.

Марганец малыш может получить с цельнозерновым хлебом и кашами, бобовыми и рыбой.

Цинк входит в состав ферментов для синтеза гормонов, отвечающих за рост ребенка — инсулина, кортикотропина, соматотропина. Цинком богаты говядина, пшеничная каша, яйца. Достаточное количество меди содержится в кашах (гречневая, рисовая, овсяная), мясе, бобовых.

Многообразие процессов

Многообразие процессов в растущем детском организме, в которых участвуют микроэлементы, говорит о чрезвычайной важности их регулярного сбалансированного поступления с пищей. Рацион малыша должен содержать оптимальное количество микроэлементов. Тогда расти можно с удовольствием!

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.

Лекция «Роли макро- и микроэлементов в поддержании здоровья у детей с РАС» / Календарь событий / Благотворительный фонд Обыкновенное чудо

10 февраля, 2018

10 февраля 2018 года состоится лекция  доктора биологических наук, профессора НИИ Медицинской Генетики КУЧЕР ОКСАНЫ НИКОЛАЕВНЫ «Роли макро- и микроэлементов в поддержании здоровья  у детей с РАС»

Лекция пройдет с 12-14 ч. в Центре Семейной Медицины по адресу: г.Томск, ул.Киевская,15, конференц-зал

Макроэлементы — химические элементы, содержание которых исчисляется в организме человека граммами. К макроэлементам относят кальций, фосфор, магний, калий, хлор, железо и др. Потребность организма в минералах-макроэлементах велика. Микроэлементы – это цинк, медь, йод, фтор и прочие. Их количество в организме измеряется в микрограммах. Макро- и микроэлементы обеспечивают нормальную работу ВСЕХ ГЛАВНЫХ систем организма: иммунной, нервной, эндокринной, пищеварительной, сердечно — сосудистой, мышечной (участвуют в процессе сокращения мышц). Их нехватка или полное отсутствие могут привести как к серьезным заболеваниям, так и к гибели организма.В жизни человека, кроме жиров, белков, углеводов и витаминов, огромную роль играют химические элементы. Мы все знаем таблицу Менделеева. Так вот, в настоящее время обнаружено уже 70 химических элементов из этой таблицы, которые содержатся в тканях организма человека в различных количествах (макро- и микроэлементы).

Простой пример: ЦИНК — участвует в жировом, белковом и витаминном обмене, в процессах кроветворения. С недостатком цинка не только появляются белые включения в ногтевой пластинке, но и наблюдается задержка роста, перевозбуждение нервной системы и быстрое утомление, нарушается ответ против грибов и вирусов, дети отстают в развитии. А при избытке ЦИНКА начинается задержка роста и нарушение минерализации костей. ХРОМ – регулирует углеводный обмен и энергетические процесс. Его дефицит сопровождает ожирением, развитием сахарного диабета. Недостаток МЕДИ ведет к потере пигмента волос (то есть появлению ранней седины), ведет к задержке роста, развитию анемии, дерматозов, частичному облысению.

Это уже вторая лекция в рамках сотрудничества АУРЫ с Центром семейной медицины г.Томска.  Первая была проведена доктором медицинских наук, аллергологом-иммунологом Черевко Натальей Анатольевной (директор Центра семейной медицины, участник V Международной научно-практической конференции «Аутизм:вызовы и решения» в г. Москва) в декабре 2017 года на тему «Особенности реакций иммунной системы на пищевые продукты детей с РАС».

На лекции были рассмотрены иммунная система ребенка, микробиом человека как основа иммунитета человека, предполагаемые причины возникновения аутизма, современные проблемы нарушения адаптации к пищевым продуктам, проблемы оксидативного стресса. Было также отмечено, что пищевая толерантность может формироваться внутриутробно, поэтому исследования женщины перед беременностью должны включать в себя тесты, как минимум, на чувствительность к глиадину/глютену и лактазе. Истинная пищевая непереносимость более опасна, чем аллергия немедленного типа. Множество симптомов даже у обычных людей, такие как усталость, раздражительность, кожные проблемы, проблемы с весом, частые болезни, мышечные боли и мышечная слабость могут свидетельствовать о пищевой непереносимости.

У детей с РАС заболевания ЖКТ встречаются в 70% случаев, а также существуют доказательства нарушенной проницаемости кишечника в 43% случаев.   При исследовании пищевых непереносимостей у детей с аутизмом на первое место часто выходит кандида, глютен, казеин, дрожжи. Согласно исследованиям 2017 года, кишечный дисбиоз напрямую связан с психиатрическими расстройствами. Агрессия, самоагрессия, странное поведение, самостимуляция могут являться сигналом к походу в первую очередь к гастроэнтерологу, а не к психиатру. Первым пунктом программы по коррекции аутизма всегда должны стоять исследования ЖКТ, а также, по-возможности, исследование пищевой непереносимости. В Томске это исследование для детей с аутизмом бесплатно проводит Центр семейной медицины.

На лекции была представлена книга Татьяны Осиповой и Марины Розенштейн «Искусство исключения или иммунная диета без паники!», в которой собраны множество рецептов для тех, кто ведет здоровый образ жизни, не употребляя глютена, молока, сахара, дрожжей.

Вот примерный список исследований, которые рекомендовано сделать ребенку с РАС с точки зрения аллерголога-иммунолога:

• биохимия крови (билирубин, мочевина, мочевая кислота, лактат, пируват, АЛТ, АСТ, общий белок, щелочная фосфатаза)
• гормоны (ТТГ, Т3, Т4)
• инсулитн, гликированный гемоглобин, индекс инсулинорезистентности
• витамин Д
• ферритин, трансферритин
• кал на дисбактериоз биохимический метод определения кислот
• пищевая панель непереносимости/гиперчувствительности
• аллергопанель педиатрическая
• минералограмма волос
• иммунный статус
• генетический паспорт
• тест АТЕС

Пожалуй, сейчас мы впервые ощущаем столь мощную поддержку томских медиков в применении биомедицинского подхода в коррекции РАС. Множество родителей АУРЫ ни раз сталкивалось с тем, что врачи не видят связи между состоянием головного мозга и состоянием ЖКТ. Часто приходится доказывать врачам, что, несмотря на то, что нет подтвержденных научных данных о применении биомедицинского подхода, он работает, улучшает поведение, повышает обучаемость, контактность. Благодаря же ЦСМ в Томске стало возможным более научно подойти к диете, что, возможно, выведет коррекцию РАС на новый уровень. Поэтому можно уже сейчас говорить, что наш город является одним из самых передовых за Уралом в вопросах применения современных научных исследований оздоровляющего питания.

 

Роль микроэлементов в кормлении крупного рогатого скота

Термин «микроэлементы» получил особое распространение в сельскохозяйственной научной литературе в середине ХХ века. В частности, для животноводов стало очевидным, что даже достаточное количество «макроэлементов» в кормах не обеспечивает нормального роста и размножения животных.

Эти элементы встречаются в очень малых количествах, поэтому их и назвали «микроэлементами» («микро» — означает мало). Но они имеют очень большое значение и необходимы всем живым организмам.

Микроэлементы влияют на функции кроветворения, эндокринных желез, защитные реакции организма, микрофлору пищеварительного тракта, регулируют обмен веществ, участвуют в биосинтезе белка и т.д.

Наибольшее значение для животных имеют железо, медь, кобальт, цинк, марганец, йод и селен.

Железо.

Железо входит в состав крови, селезенки, печени, костного мозга и мышц. Биологическая роль железа определяется его участием в связывании и транспорте кислорода, клеточном дыхании.

Основным признаком недостаточности железа в организме животных является анемия — нарушение синтеза гемоглобина. У взрослых животных эта патология встречается редко, чаще болеют новорожденные телята. Телята перестают расти, теряют способность оказывать сопротивление возбудителям инфекционных заболеваний. Слизистые оболочки животных, конъюнктива становятся бледными.

Вы знали? Кровь имеет красный цвет именно благодаря железу, которое входит в состав красных кровяных телец, переносящих кислород.

Медь.

Медь играет существенную роль в процессе кроветворения в качестве биокатализатора, стимулирующего образование гемоглобина из неорганических соединений железа.  При недостатке меди в рационах коров и молодняка в крови появляются незрелые формы эритроцитов и усугубляется заболевание анемией. Так же медь необходима для нормального развития скелета. При дефиците меди в кормах крупный рогатый скот страдает остеопорозом, а у телят наблюдаются явления, напоминающие рахит.

При наблюдении за животными можно отметить, что шерсть обесцвечивается, особенно вокруг глаз, появляется извращенный аппетит.

Познавательный факт! Больше всего меди в живом организме содержится в печени.

Кобальт.

Кобальт накапливается в печени и мышцах. Физический эффект кобальта обусловлен его присутствием в молекуле витамина В12. При недостатке кобальта развивается гиповитаминоз, так как витамин В12 синтезируется в рубце микрофлорой только при наличии кобальта. В рубце уменьшается численность бактерий и инфузорий, снижается переваримость корма, развивается истощение. Шерсть грубеет, становится взлохмаченной, кожа шелушится. Молочная и мясная продуктивность уменьшается. У коров задерживается течка, снижается оплодотворяемость, наблюдаются аборты, задержка последа, недоразвитие плода и рождение нежизнеспособного приплода. Обостряется восприимчивость к паратуберкулезу.

Научный факт! Кобальт используется в медицине для лечения радиоактивным излучением злокачественных опухолей.

Цинк.

Цинк участвует в синтезе белков, входит в состав многих гормонов и ферментов.

Недостаток цинка приводит к паракератозу, выпадению шерсти, отсутствию аппетита, скрежету зубов, рвоте, поносам, нарушению репродуктивной функции.

У лактирующих коров недостаток цинка часто возникает при даче большого количества концентрированных кормов, которые затормаживают процессы, связанные с всасыванием цинка в кровь из желудочно-кишечного тракта.

Любопытный факт! Известно, что много цинка содержится в яде змей, особенно гадюк и кобр. Высокое содержание цинка в яде – это то средство, которым змея защищается от собственного яда.

Марганец.

Что касается роли марганца, то этот микроэлемент имеет особое значение для роста костей и функций половых органов. Он входит в состав ферментов, участвует в синтезе холестерина, окислительно-восстановительной системе организма, в образовании росткового слоя костей. При его недостатке отмечаются нарушения воспроизводительной функции (перегулы, нерегулярные течки, снижение оплодотворяемости, повышение вероятности самопроизвольных абортов и рассасывания плода). У дойных коров отмечается падение надоев и жирности молока. У молодняка отмечается замедление полового созревания, роста, появление слабости конечностей, хромота и несгибаемость суставов.

Интересный факт! Самыми марганцесодержащими в природе являются листья свеклы (до 0,03% микроэлемента) и рыжие муравьи, в организме которых содержание марганца доходит до 0,05 %.

Йод.

Йод входит в состав гормона щитовидной железы – тироксина, который оказывает влияние на рост животных, обмен веществ, теплообразование и функцию воспроизводства. Один их внешних признаков йодной недостаточности – это увеличение щитовидной железы, что проявляется в образовании зоба. Иногда щитовидная железа разрастается так, что может перекрыть трахею и вызвать удушье. Недостаток йода в рационах коров приводит к снижению секреции молока и молочного жира. Возможны аборты, рождение мертвого или нежизнеспособного приплода с зобом (толстая шея).

Вы знали? Больше всего йода содержится в горохе (211 микрограмм на 1 кг сухой массы), а также в перце (135 микрограмм на 1 кг).

Селен.

Есть много информации о значении селена в организме животных. Без селена организм животных не может усваивать витамин E.

Дефицит селена катастрофичен для молодого организма. Он приводит к различным нарушениям обменных процессов, среди которых наиболее опасным является беломышечная болезнь. Характерными признаками беломышечной болезни являются угнетенное состояние, слабость, залеживание, шаткость походки, мышечная дрожь, параличи отдельных частей тела. При вскрытии сердечная и скелетные мышцы имеют беловатую окраску, плотную консистенцию, на разрезе суховатые и напоминают вареное куриное мясо (отсюда и название).

У взрослых животных недостаток селена негативно влияет на воспроизводство. Увеличивается количество абортов, наблюдаются частые задержки последа, увеличивается индекс осеменения.

Важно!!! При всех своих полезных свойствах, селен является одним из опаснейших ядов, известных человеку. Смертельная доза этого элемента из расчёта на 1 кг веса составляет: для человека — 2–4 мг, для коровы — 10–11 мг, для лошади — 3–4 мг, для свиньи — 13–18 мг.

При круглогодичном стойловом содержании животные потребляют в основном только консервированные корма. Даже в кормах хорошего качества наблюдается недостаток микроэлементов. С целью исправления нарушений и нормализации состояния животных существует единственный верный путь – ввод в рацион кормления витаминно-минеральных премиксов.

Высокую эффективность применения показали премиксы производства АО «Капитал-Прок»:

• Премикс для телят от 1 до 6 месяцев П61-1 (1%)

• П62-1 (1%) премикс для телят от 6 до 18 месяцев в стойловый период

• Премикс для племенных телят до 3 месяцев ПКР-1 (1%)

• ПКР-2 (1%) премикс для племенных телят от 3 до 13 месяцев

• Премикс для дойных коров в пастбищный период П60-2 (1%)

• П60-1 (1%) премикс для дойных коров в стойловый период

• Премикс для высокопродуктивных дойных коров в стойловый период П60-3 (1%)

При вводе их в рацион коров и молодняка восполняется дефицит микроэлементов в их организме, исчезают признаки недостаточности и повышаются показатели продуктивности.

Кормите животных сбалансированным рационом, ведь здоровье коровы – основа Вашей прибыли!

Технолог-консультант Никитина К. И.

Роль витаминов и микроэлементов в жизни человека

Среда,  24  Октября  2018

Питание – один из наиболее важных аспектов здорового образа жизни. В настоящее время научно доказана связь между питанием и развитием основных хронических неинфекционных заболеваний, в том числе сердечно — сосудистых и некоторых онкологических, которые являются ведущей причиной преждевременной смертности в мире и в России.
Рацион питания современного человека крайне несбалансирован. В нашем рационе недостаточно растительных и животных белков, полезных пищевых волокон, микронутриентов (витаминов и минералов), зато имеется переизбыток жиров, особенно жиров животного происхождения, холестерина, сахарозы. При этом зачастую суточный рацион несёт высокую калорийность. Несбалансированный рацион питания способствует появлению избыточного веса и ожирения, которые являются фактором риска хронических неинфекционных заболеваний.
Питание – это процесс потребления пищи, в результате которого организм получает из продуктов необходимые для жизнедеятельности вещества, получает химическую энергию. Основные компоненты питания: белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные вещества, вода.

Содержание витаминов и микроэлементов играет огромную роль в питании человека. Витамин в переводе с латинского языка означает «минимум жизни» («вита» – жизнь, «мин» – минимум»). Витамины, которые необходимы человеку, делятся на жирорастворимые: А (ретинол), D (колекальциферол), E (токоферол), К (филлохинон) и водорастворимые: С (аскорбиновая кислота) и 8 витаминов, объединенных в группу В: В1 (тиамин), В2 (рибофлавин), В3 (ниацин), В5 (пантотеновая кислота), В6 (пиридоксин), В7 (биотин), В9 (фолиевая кислота), В12 (кобаламин).

Водорастворимые витамины выводятся почками, а жирорастворимые депонируются в печени и жировой ткани.
Витамины не сгорают в организме как топливо, а способствуют протеканию важнейших химических реакций, поддерживающих жизнь.
Организм не в состоянии синтезировать их самостоятельно в достаточных количествах, поэтому получает их из пищи. Витамины, поступающие в наш организм вместе с едой, в отличие от синтезированных, наиболее полезны. Их недостаток приводит к ослаблению иммунитета, появлению разнообразных болезней, нарушению обмена веществ, излишней полноте, преждевременному старению. Но стоит сказать, что организму не нужно много витаминов! Свою норму он берет из продуктов. Принимать дополнительно витамины в таблетках следует только при их дефиците! Их избыток хорошо работает на раковые клетки.
Витамины группы В способствуют регулированию обмена веществ, благоприятное действие оказывают при лечении болезней кожи, укрепляют дыхательную систему, восстанавливают периферийные нервные окончания, препятствуют старению. Их передозировка может привести к аллергическим реакциям, учащению сердечной деятельности, нервному возбуждению.

Витамин С усиливает иммунную систему, предотвращает тромбообразование, участвует в синтезе коллагена, тироксина (гормона щитовидной железы). Его большое количество содержится в цитрусовых плодах, ягодах. Недостаток витамина С может вызвать цингу, расстройство нервной системы, которое выражается в раздражительности и бессоннице, преждевременное образование морщин.

Если говорить о жирорастворимых витаминах, то витамин А поддерживает функцию зрения, кожи, участвует в синтезе белков, отвечает за рост и репродуктивную функцию человека. Из-за его недостатка образуются трещины (заеды) в уголках губ, появляются кожные проблемы — покраснение, трещинки на руках.

Витамин Д участвует в обмене кальция, фосфора, отвечает за рост, эмоции, препятствует развитию остеопороза. Он образуется в организме с участием солнечного света. Поэтому рекомендуется чаще гулять на улице!

Витамин Е является мощным антиоксидантом.

Витамин К принимает участие в процессе свертывания крови, его дефицит ведет к геморрагии.

Необходимо сказать и о воде. Это важный компонент питания, о котором часто забывают, а ведь она составляет до 60% веса тела. Это своеобразный «бульон», в котором и происходят все химические реакции. Вода отвечает за водно-электролитный баланс в организме. Если количество воды в организме резко уменьшается, то происходит замедление скорости реакций и обезвоживание. Пить ежедневно рекомендуется 8 стаканов чистой воды. Напитки (чай, кофе, сок) в эту норму не входят.

Теперь что касается микроэлементов. Натрий содержится в поваренной соли, соде, глютамате. В различных нарезках, колбасе, консервах содержится избыток соли. Чем больше мы потребляем натрия, тем выше наше артериальное давление. Кальций – это наши кости, профилактика рахита, остеопороза. Для лиц до 50 лет норма кальция – 1000 мг в день, после 50 лет – 1200 мг. При гипертонии необходимо повысить содержание калия в пище. Железо влияет на здоровье сердца, нервной системы, кожи, желудка, волос, ногтей. Без железа могут возникнуть проблемы с мышцами, так как они будут слабо сокращаться. Известно, что сердце, все сфинктеры полых органов – это мышцы. При дефиците железа также возникает анемия.

Нужно сказать и о непитательных компонентах пищи, которых насчитывается более 4 тыс. (пектины, индолы, пробиотики и т.д.). Все они важны для нашего организма, получать мы их можем только с пищей. Каков же вывод? Наше питание должно быть разнообразным и сбалансированным, богатым овощами и фруктами, цельнозерновыми продуктами, пищевыми волокнами. Большинство овощей и фруктов богаты питательными веществами, бедны калориями и содержат много клетчатки.

Следовательно, питание, богатое овощами и фруктами, отвечает потребностям организма в макро- и микронутриентах, волокнах без существенного увеличения общей калорийности суточного рациона. Диета с высоким содержанием овощей и фруктов продемонстрировала способность к снижению АД и улучшению состояния других факторов риска. В долгосрочных исследованиях, когда люди получали подобное питание, отмечалось снижение риска развития сердечно – сосудистых осложнений, в частности, инсульта.

Рекомендованы самые разные овощи и фрукты с яркой окраской. Особенно рекомендуются шпинат, морковь, персики, ягоды, поскольку в них содержится больше фитонутриентов (ликопен, фолат), чем в других овощах и фруктах, таких, как картофель и кукуруза. Фруктовый сок в отличие от целых фруктов не содержит достаточного количества волокон, поэтому не рекомендован к применению в больших количествах. Особенно важен способ приготовления пищи, обеспечивающий сохранение питательных веществ и клетчатки без добавления излишних калорий, насыщенных и транс-жиров, сахара и соли.

Характер питания, в котором отмечается высокое содержание цельных зерен и клетчатки, ассоциирован с повышением качества питания и, как результат, снижением сердечно — сосудистого риска.

Очень важно потребление рыбы, особенно жирных сортов, таких как лосось, сельдь, речная форель, осетр, анчоус, сардина. Эти сорта рыбы богаты омега-3-полиненасыщенными кислотами. Употребление жирных сортов рыбы дважды в неделю ассоциировано со снижением как риска внезапной смерти, так и смерти от коронарной болезни сердца у взрослых. Что касается способа приготовления рыбы, то он должен исключать добавление насыщенных, транс-жирных кислот, а также соусов и маргарина.

Питайтесь правильно и будьте здоровы!

Микроэлементы – Calorizator.ru

Микроэлементами принято называть химические элементы, которые находятся во всех живых организмах, включая человека, в минимальных (следовых) количествах, то есть в тысячных и менее долях процентов. Иногда можно услышать название следовые элементы, но чаще встречается микроэлементы. Несмотря на незначительное количество содержания в организме человека, микроэлементы – жизненно важные составные части нашего здоровья.

Список всех микроэлементов (можно перейти на любой микроэлемент, кликнув по нему мышью):

Бром (Br, Bromum)	Молибден (Mo, Molybdenum)
Ванадий (V, Vanadium)	Натрий (Na, Natrium)
Железо (Fe, Ferrum)	Никель (Ni, Niccolum)
Йод (I, Iodum)	Олово (Sn, Stannum)
Калий (K, Kalium)	Селен (Se, Selenium)
Кальций (Ca, Calcium)	Сера (S, Sulphur)
Кислород (O, Oxygenium)	Фосфор (P, Phosphorus)
Кобальт (Co, Cobaltum)	Фтор (F, Fluor)
Магний (Mg, Magnesium)	Хлор (Cl, Chlorine)
Марганец (Mn, Manganum)	Хром (Cr, Chromium)
Медь (Cu, Cuprum)	Цинк (Zn, Zincum)

Роль микроэлементов в организме человека

Организм человека содержит более 70 минеральных веществ, микроэлементы участвуют во всех процессах жизнеобеспечения. Чтобы понять, насколько важны и эффективны микроэлементы, посмотрим на список основных функций следовых элементов:

• Обеспечение нормального кислотно-щелочного баланса,
• Участие в процессах кроветворения, секреции и костеобразования,
• Поддержание осмотического давления на постоянном уровне,
• Управление нервной проводимостью,
• Налаживание внутриклеточного дыхания,
• Влияние на иммунную систему,
• Обеспечение полноценного сокращения мышц.

Становится понятно, что микроэлементы необходимы человеку, чтобы поддерживать физическое и умственное здоровье на должном уровне, поэтому, живя в постоянном стрессе и в условиях всё ухудшающейся экологии, необходимо уделять повышенное внимание поступлению в организм не только витаминов, но и минеральных веществ.

Интересный факт – волосы реагируют на нехватку микроэлементов быстрее всего, именно анализ состояния волос покажет самое точное количество и качество имеющихся в организме человека микроэлементов.

Классификация микроэлементов

Основные минеральные вещества по количеству содержания делятся на макроэлементы (содержатся в организме в количестве 0,1% и выше), микроэлементы (содержание 0,001% и ниже) и ультрамикроэлементы (содержание менее 0,00001%). Это является традиционным способом классификации, но он не даёт полной картины биологической ценности или заменимости, поэтому часто микроэлементы классифицируют по другим признакам.

Например, существует разделение по заменимости микроэлементов:

• Незаменимые (железо, кобальт, марганец и цинк),
• Жизненно необходимые (алюминий, бор, бериллий, йод, молибден и никель),
• Токсиканты (кадмий, рубидий, свинец),
• Недостаточно изученные (висмут, золото, мышьяк, титан, хром).

Для определения ценности различных микроэлементов, имеется данная классификация, согласно которой микроэлементы делятся на следующие группы:

• Незаменимые (железо, йод, кобальт, марганец и цинк),
• Вероятно незаменимые (бром, молибден, селен, фтор),
• Физиологически неактивные (бериллий, кадмий).

Все имеющиеся классификации не идеальны, потому что многие микроэлементы недостаточно изучены и в различных тканях организма ведут себя по-разному, иногда из незаменимых превращаясь в токсичные. Поэтому учёные-химики и медики постоянно находятся в писке новых критериев для классификации (роль в питании и метаболизме, например), чтобы получить наиболее подробную и понятную систему.

Совместимость микроэлементов с витаминами

В организме человека прослеживается чёткая взаимосвязь и совместимость микроэлементов и витаминов, более того, процесс совместимости может играть как положительную роль, помогая усвоению витаминов или микроэлементов, так и отрицательную – разрушительно действуя на ту или иную сторону взаимосвязи. Многие витамины и микроэлементы не вступают в реакции, то есть воздействие их друг на друга нейтральное.

Положительная совместимость:

Несовместимость микроэлементов и витаминов:

• Витамин В9 препятствует всасыванию цинка,
• Кальций, магний и цинк препятствуют усвоению железа,
• Медь и железо обесценивают действие витамина В12,
• Кальций теряет биодоступность в присутствии фосфора.

Зная эти особенности, можно скорректировать режим питания и быть внимательным, принимая лекарственные препараты. Как правило, в инструкциях к лекарствам указано, как они влияют на содержания минеральных веществ (например, цинк из организма вымывается при приёме аспирина).

Всасывание и выделение микроэлементов

Большинство микроэлементов хорошо растворяются в воде, поэтому проблем с их всасыванием, как правило, не замечено. Процесс всасывания происходит в зоне тонкого кишечника, особенно в двенадцатиперстной кишке. Выделение микроэлементов происходит традиционными путями – через выдыхаемый воздух, кал (железо, медь, ртуть, цинк и фосфор) и мочу (бром, калий, литий, марганец, натрий).

Дефицит микроэлементов

Дефицит микроэлементов может иметь пагубное влияние на организм человека, основные признаки нехватки микроэлементов:

• Дисбактериоз,
• Анемия,
• Снижение иммунитета,
• Задержка в развитии,
• Тусклость и выпадение волос,
• Плохое пищеварение,
• Лишний вес вплоть до ожирения,
• Развитие диабета,
• Заболевания кожных покровов и костей,
• Сердечно-сосудистые недуги,
• Проблемы в половой сфере.

Дефицит микроэлементов возникает при скудном или несбалансированном питании, если человек проживает в экологически неблагоприятном регионе, где имеется питьевая вода ненадлежащего качества, при неконтролируемом приёме препаратов, влияющих на содержание микроэлементов.

Влияние микроэлементов на иммунную систему

Необходимость микроэлементов подтверждают исследования учёных, подтверждающие, что микроэлементы способны усиливать защитные механизмы иммунной системы, оказывая стимулирующее действие на основные функции организма. Некоторые из минералов (железо, йод, кобальт, медь и марганец) участвуют в образовании антител, разрушают бактериальные токсины.

Многообразие воздействия микроэлементов на организм человека доказывает необходимость данных минеральных веществ для полноценного функционирования и поддержания организма в здоровом состоянии в течении всей жизни.

Больше и микро- и макроэлементах смотрите в видеоролике «Роль химических элементов в организме человека»

Автор: Виктория Н. (специально для Calorizator.ru)
Копирование данной статьи целиком или частично запрещено.

Роль макро- и микроэлементов в жизни растений

Азот N	Основной элемент образования органического вещества. Участвует в построении белков и многих витаминов, особенно группы В. Регулирует рост вегетативной массы. Определяет уровень урожайности.
Фосфор Р	Элемент энергетического обеспечения (АТФ, АДФ). Ускоряет развитие растений, активирует рост корневой системы и генеративных органов. Стимулирует цветение и плодоношение, повышает зимостойкость и засухоустойчивость.
Калий К	Элемент молодости клеток. Регулятор тургора и роста клетки. Сохраняет и удерживает воду. Способствует образованию сахаров и их миграции. Повышает морозо- и засухоустойчивость, усиливает иммунитет
Магний Mg	Элемент переноса энергии. Входит в состав хлорофилла, участвует в фотосинтезе, углеводном обмене, действии ферментов и в образовании плодов. Активирует окислительно-восстановительные процессы
Кальций Са	Регулятор мобилизации запасных питательных веществ. Активизирует питание проростков семян. Стимулирует рост растения и развитие корневой системы. Усиливает обмен веществ, активирует ферменты, участвует в построении некоторых белков. Укрепляет клеточные стенки. Повышает вязкость протоплазмы. В ряде процессов антиподкалия.
Сера S	Входит в состав аминокислот, белков, многих витаминов, фитонцидов, эфирных масел. Участвует в азотном и белковом обмене. Влияет на окислительно-восстановительные процессы.
Железо Fe	Регулирует фотосинтез, дыхание, белковый обмен и биосинтез ростовых веществ — ауксинов. Входит в состав гемосодержащих ферментов: каталазы, пероксидазы и цитохромоксидазы — главных катализаторов всех окислительно­восстановительных процессов. Участвует в синтезе хлорофилла, метаболизме азота и серы, делении и росте клетки. Содержится в хлоропластах.
Марганец Mn	Мощный регулятор фотосинтеза, дыхания, углеводного и белкового обмена. Входит в состав многих ферментов. Способствует увеличению содержания хлорофилла в листьях, синтезу аскорбиновой кислоты, энергизирующих кислот и сахаров. Усиливает гидролитические процессы. Ускоряет миграцию аминокислот и сахаров из листьев в семена и плоды. Регулирует водный баланс, повышает устойчивость к неблагоприятным факторам, влияет на плодоношение. Ускоряет созревание. Уменьшает полегаемость. Регулирует окисление железа. Активирует восстановление нитритов и гидроксиламина до аммонийных солей и аминов. Содержится в зародышах, оболочках семян и зеленых листьях.
Цинк Zn	Регулирует липидный, белковый, углеводный, фосфорный обмен, биосинтез витаминов А, В, С, Р, каротина и фолиевой кислоты, ростовых веществ — ауксинов. Катализирует метаболизм аминокислот триптофана и триптамина, нуклеиновых кислот и циклы энергообразования. Обеспечивает иммунитет, процессы роста и репродукции. Повышает жаро­, засухо­, морозо­ и солеустойчивость растений Участвует в построении 24 цинкозависимых энзимов, дыхательных ферментов цитохромов А и Б, цитохромоксидазы, алкогольдегидразы и глицилглициндипептидазы, утилизатора углекислого газа — карбоангидразы. При дефиците цинка замедляется образование сахарозы, крахмала и гормонов роста, нарушается фосфорилирование глюкозы, образование жиров и белков, останавливается фотосинтез, тормозится деление клеток, прерывается плодоношение. Повышает устойчивость к бактериальным и грибковым заболеваниям.
Медь Cu	Регулирует дыхание, фотосинтез, углеводный, белковый, водный обмен и концентрацию ростовых веществ. Повышает устойчивость к полеганию, засухо­, морозо­ и жароустойчивость. Активатор энзимов. Участвует в построении и стабилизации хлорофилла, антоциана, железопорфиринов, медьпротеидов, многочисленных окислительных ферментов: цитохромоксидазы, полифенол­,  ди­, амино­ и аскорбиноксидазы, железосодержащей пероксидазы. Повышает водоудерживающую способность, устойчивость к бактериальным и грибковым заболеваниям. Активизирует репродукцию. Улучшает аромат фруктов и овощей.
Бор B	Регулирует опыление и оплодотворение, углеводный и белковый обмен, количество фитогормонов — ауксинов и биофенолов. Управляет делением клеток, общим линейным ростом и развитием тканей. Участвует в синтезе РНК и ДНК, карбогидратном метаболизме, поглощении кальция и водообеспечении растений. Повышает устойчивость к грибковым, бактериальным и вирусным заболеваниям. Особенно важен в период вегетации. Способствует усилению роста пыльцевых трубок и прорастанию пыльцы, увеличению количества цветков, плодов и семян. При недостатке бора нарушается синтез, превращение и передвижение углеводов, формирование репродуктивных органов, оплодотворение (стерильность пыльцы) и плодоношение растений.
Молибден Mo	Стимулирует фиксацию атмосферного азота. Регулирует азотный, углеводный и фосфорный обмен, синтез хлорофилла и витаминов. Участвует в синтезе нуклеиновых кислот (РНК и ДНК), витамина С и каротина. Регулирует фотосинтез и дыхание. При его недостатке накапливаются токсичные нитраты. Входит в состав фермента нитраторедуктазы (молибдофлавопротеина), восстанавливает нитраты в амиды и амины, стимулирует синтез из них аминокислот и белка. Концентрируется в клубеньках бобовых, способствует их росту, стимулирует фиксацию клубеньковыми бактериями атмосферного азота.
Кобальт Co	Участвует в синтезе белков, нуклеиновых и жирных кислот, углеводов, метионина, фолиевой и аскорбиновой кислоты. Компонент витамина В12 и фермента транскарбоксилазы. Влияет на накопление в растениях азотистых веществ и углеводов, ускоряет их отток из вегетативных органов в генеративные. Усиливает интенсивность дыхания и фотосинтеза, способствуя образованию хлорофилла, уменьшая его распад в темное время. Участвует в ферментных системах клубеньковых бактерий, осуществляющих фиксацию атмосферного азота. Стимулирует рост, развитие и продуктивность растений. Повышает общее содержание воды в клетках.

Микроэлементы (минералы) | Техасский институт сердца

Микроэлемент	Необходимо для	Хорошие источники
Хром	Использование сахара в организме	Цельное зерно, специи, мясо, пивные дрожжи
Медь	Синтез и функция гемоглобина; выработка коллагена, эластина, нейромедиаторов; образование меланина	Мясо, моллюски, орехи, фрукты
фтор	Связывание кальция в костях и зубах	Вода фторированная
Йод	Производство энергии (в составе гормонов щитовидной железы)	Морепродукты, соль йодированная
Утюг	Синтез и функция гемоглобина; действия ферментов при производстве энергии; производство коллагена, эластина, нейромедиаторов	Органы, мясо, птица, рыба
Марганец	Функции не совсем понятны, но необходимы для оптимального здоровья	Цельнозерновые, орехи
молибден	Функции не совсем понятны, но необходимы для оптимального здоровья; детоксикация вредных веществ	Мясные субпродукты, цельнозерновые, зеленые листовые овощи, молоко, фасоль
Селен	Функции не совсем понятны, но необходимы для оптимального здоровья	Брокколи, капуста, сельдерей, лук, чеснок, цельнозерновые, пивные дрожжи, субпродукты
цинк	Иммунитет и лечение, хорошее зрение, активность сотен ферментов	Цельнозерновые, пивные дрожжи, рыба, мясо

Специальный выпуск: роль микроэлементов в заболеваниях

Уважаемые коллеги,

Участие микроэлементов (ТЕ) в патогенезе множества заболеваний представляет особый интерес из-за высокой распространенности дефицита и перегрузки ТЕ.Важное значение микроэлементов для здоровья человека обусловлено их ролью в регуляции множества жизненно важных функций, включая развитие, иммунитет и обмен веществ. Многочисленные эпидемиологические исследования продемонстрировали прогностическую роль ТЕ в отношении заболеваемости некоторыми заболеваниями, а также эффективность добавок ТЕ в их лечении. Следовательно, поддержание адекватного минерального статуса населения значительно снижает экономические потери.

Последние разработки подчеркивают потенциал применения микроэлементов в диагностике и лечении неврологических, эндокринологических и онкологических заболеваний, а также болезней, связанных с питанием.Добавки, содержащие микроэлементы, считаются важными агентами при лечении ряда инфекционных заболеваний, включая COVID-19 и другие сезонные инфекции.

Этот специальный выпуск IJMS включает темы, представленные ниже:

– Патофизиологические и молекулярные механизмы воздействия микроэлементов в здоровье и болезни;

– Микроэлементы и онкология;

– Микроэлементы при нервно-психических заболеваниях и неврологических заболеваниях;

– Микроэлементы и метаболический синдром;

– Микроэлементы и сезонные инфекции, COVID-19, SARS, MERS и пневмония.

Д-р Алексей А. Тиньков
Д-р Анатолий Скальный
Приглашенные редакторы

Информация для подачи рукописей

Рукописи должны быть представлены онлайн на www.mdpi.com, зарегистрировавшись и войдя на этот сайт. После регистрации щелкните здесь, чтобы перейти к форме отправки. Рукописи можно подавать до указанного срока. Все статьи будут рецензироваться. Принятые статьи будут постоянно публиковаться в журнале (как только они будут приняты) и будут перечислены вместе на веб-сайте специального выпуска.Приглашаются исследовательские статьи, обзорные статьи, а также короткие сообщения. Для запланированных статей название и краткое резюме (около 100 слов) можно отправить в редакцию для объявления на этом сайте.

Представленные рукописи не должны были публиковаться ранее или находиться на рассмотрении для публикации в другом месте (кроме трудов конференции). Все рукописи проходят тщательное рецензирование путем слепого рецензирования. Руководство для авторов и другая важная информация для подачи рукописей доступна на странице Инструкции для авторов. International Journal of Molecular Sciences – это международный рецензируемый журнал с открытым доступом, выходящий один раз в месяц, который издается MDPI.

Пожалуйста, посетите страницу Инструкции для авторов перед отправкой рукописи. Плата за обработку статьи (APC) взимается за публикацию в этом журнал открытого доступа. Подробнее об APC см. Здесь. Представленные документы должны быть хорошо отформатированы и написаны на хорошем английском языке. Авторы могут использовать MDPI Услуги редактирования на английском языке перед публикацией или во время редактирования автора.

Морская биоинорганическая химия: роль микроэлементов в океанических циклах основных питательных веществ

Абстрактные

Основная часть живой биомассы в основном состоит только из дюжины «основных» элементов – углерода, водорода, кислорода, азота, фосфора, натрия, калия, хлора, кальция, магния, серы (и кремния у диатомовых водорослей), пропорции которых варьируются в пределах относительно узкий диапазон у большинства организмов. Ряд микроэлементов, особенно переходные металлы первого ряда – марганец, железо, никель, кобальт, медь и цинк – также «необходимы» для роста организмов.На молекулярном уровне химические механизмы, с помощью которых такие элементы функционируют как активные центры или структурные факторы в ферментах и ​​с помощью которых они накапливаются и сохраняются организмами, являются центральной темой биоинорганической химии. В масштабе океанических бассейнов взаимодействие физических, химических и биологических процессов, которые управляют круговоротом биологически важных элементов в морской воде, является предметом морской биогеохимии. Для тех, кто заинтересован в росте морских организмов, особенно в половине первичной продукции Земли, обеспечиваемой морским фитопланктоном, биоинорганическая химия и морская биогеохимия критически связаны с необычайной нехваткой основных микроэлементов в поверхностной морской воде, которая является результатом их биологическое использование и включение в тонущее органическое вещество.Как морские организмы усваивают элементы, которые присутствуют в нано- или пикомолярных концентрациях в поверхностной морской воде; то, как они выполняют критические ферментативные функции, когда необходимые металлические кофакторы почти недоступны, является центральными темами «морской биоинорганической химии». Основная цель этой области – выяснить на молекулярном уровне зависящие от металлов биологические процессы, участвующие в основных биогеохимических циклах. Изучая решения проблем, возникающих из-за нехватки основных микроэлементов, химики, занимающиеся морскими биоинорганическими соединениями, выявляют неизвестные до сих пор способы получения или использования микроэлементов, новых молекул и новых «необходимых» элементов.Сосредоточившись на молекулярных механизмах, участвующих в таких процессах, как фиксация неорганического углерода, дыхание органического углерода или трансформация азота, они объясняют, как циклы микроэлементов критически связаны с циклами основных питательных веществ, таких как углерод или азот. Но у нас относительно мало понимания связывающих молекул и ферментов, которые опосредуют биохимическую роль следов металлов в морской среде. В этом смысле данная глава является скорее «предварительным просмотром», чем обзором области морской биоинорганической химии.Чтобы проиллюстрировать концепции и методы в этой области, мы решили сосредоточиться на одной из наиболее важных тем: потенциально ограничивающая роль микроэлементов в первичной морской продукции. В результате мы сосредотачиваем наше обсуждение на конкретных подгруппах организмов, биогеохимических циклах и микроэлементах. Наши главные действующие лица – морской фитопланктон, особенно эукариоты, в то время как гетеротрофные бактерии появляются лишь эпизодически. Биогеохимические циклы, которые будут служить нашим графиком, – это циклы элементов, участвующих в росте фитопланктона, не говоря уже о главных питательных веществах водорослей – углероде, азоте, фосфоре и кремнии, например.г., интересная тема круговорота морской серы. Интригу создают семь следов металлов: марганец, железо, никель, кобальт, медь, цинк и кадмий. Но некоторые другие микроэлементы, такие как селен, ванадий, молибден и вольфрам (и, вероятно, другие еще не идентифицированные), несомненно, внесут дополнительные изменения в будущих эпизодах. Мы начинаем эту главу с обсуждения того, что мы знаем о концентрациях микроэлементов в морские микроорганизмы и соответствующие механизмы и кинетика поглощения следов металлов.Затем мы рассмотрим биохимическую роль микроэлементов в морских циклах углерода, азота, фосфора и кремния. Используя эту информацию, мы изучаем свидетельства, полученные как из лабораторных культур, так и из полевых измерений, относящиеся к механизмам и степени контроля микроэлементами металлов морских биогеохимических циклов. Прежде чем закончить задумчивым взглядом на будущее морской биоинорганической химии, мы кратко обсудим некоторые палеоокеанографические аспекты этой новой области: как химия планеты «Земля» – особенно концентрации микроэлементов в океанах – развивалась с момента ее возникновения, главным образом в результате биологических процессов и того, как на эволюцию жизни, в свою очередь, повлияла доступность основных микроэлементов.

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 своего 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.

Металлы и другие микроэлементы

Микроэлементы – это просто элементы, присутствующие в окружающей среде в незначительных количествах. Микроэлементы включают металлы, такие как свинец и железо; металлоиды, такие как мышьяк ; и радионклидов (радиоактивных элементов), таких как радий и радон. Микроэлементы в ручьях, реках и грунтовых водах нашей страны имеют естественные и искусственные источники. Выветривание горных пород, эрозия почвы и растворение водорастворимых солей являются примерами естественных источников микроэлементов.Многие виды деятельности человека также вносят микроэлементы в окружающую среду: добыча полезных ископаемых, городские стоки, промышленные выбросы и ядерные реакции – это лишь некоторые из многих источников, созданных человеком. Микроэлементы имеют тенденцию концентрироваться в отложениях, но также могут до некоторой степени растворяться в воде и могут представлять опасность для здоровья человека и водных организмов.

► Узнайте о микроэлементах в подземных водах в основных водоносных горизонтах США, нашем невидимом и жизненно важном ресурсе.

МЕТАЛЛЫ

Многие люди могут не осознавать, что большинство элементов – это металлы.Металлы, как правило, блестящие, из них получаются хорошие проводники, они податливы и пластичны. Большинство из них подвержены коррозии при контакте с морской водой или воздухом и теряют электроны во время реакций. Мы знакомы со многими металлами, например, с золотом, серебром, свинцом, цинком, хромом, кадмием и , ртутью . Менее очевидно, что другие элементы, например бериллий, натрий и литий, тоже являются металлами. Хотя искусственные металлические предметы окружают нас каждый день, металлы составляют лишь мизерную долю элементов земной коры.

Не существует согласованного определения «тяжелых металлов», но тяжелыми металлами обычно считаются металлы с высокой плотностью. Золото, серебро, олово, медь, цинк и железо – хорошо известные примеры тяжелых металлов. Некоторые тяжелые металлы, такие как железо и цинк, являются важными питательными веществами при низких концентрациях, но токсичны при высоких концентрациях. Другие несущественные тяжелые металлы, такие как кадмий, ртуть и свинец, токсичны даже при относительно низких концентрациях.

«Металлоид» имеет промежуточные свойства между металлами и неметаллами.С точки зрения качества воды, мышьяк , пожалуй, является наиболее опасным металлоидом. Другие металлоиды включают бор и кремний, а углерод и некоторые другие микроэлементы иногда классифицируются как металлоиды.

Металлы в воде, используемой для питья, и в отложениях могут представлять опасность для здоровья человека и водных организмов. Были разработаны различные контрольные показатели концентрации , которые указывают на концентрацию, выше которой металл опасен для здоровья.

РАДИОНУКЛИДЫ

Радионуклиды (радиоактивные элементы) также являются микроэлементами.Радионуклиды в нашей окружающей среде производятся минералами в земной коре, космическими лучами, поражающими атомы в атмосфере Земли, и деятельностью человека. Радионуклиды естественным образом встречаются во многих горных породах и минералах и поэтому часто встречаются в грунтовых водах. Наиболее распространенными примерами радионуклидов в подземных водах являются уран, радий и радон.

► Узнайте больше о радионуклидах и качестве воды .

ДРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ СЛЕЖЕНИЯ

Небольшое количество микроэлементов, таких как селен, не являются ни металлами, ни радионуклидами.Селен естественным образом встречается в осадочных породах, сланцах, угольных и фосфатных месторождениях и почвах. Применение поливной воды, содержащей растворенный кислород, может вызвать выброс селена из донных отложений в грунтовые воды, особенно в засушливых районах. Эти процессы были задокументированы в мелководном водоносном горизонте бассейна Денвера в Колорадо и в некоторых частях Запада, где селен встречается в породах и отложениях. Селен из грунтовых вод может сбрасываться в ручьи, где он может накапливаться в водной пищевой цепи.Хроническое воздействие на рыбу и водных беспозвоночных может вызвать нарушение репродуктивной функции.

СЛЕДОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ПИТЬЕВАЯ ВОДА

Концентрации микроэлементов с большей вероятностью будут проблемой в грунтовых водах, чем в поверхностных водах, если только в данном районе не ведется добыча полезных ископаемых. Это связано с тем, что, когда грунтовые воды проходят через породы и отложения, составляющие водоносный горизонт, некоторые минералы в этих породах и отложениях или прилипшие к ним попадают в воду.Подземные воды, которые долгое время находились в водоносном горизонте, имели больше времени для взаимодействия с материалами водоносного горизонта, чем грунтовые воды, которые недавно восстановились. Кроме того, геохимические условия, такие как pH и окислительно-восстановительный потенциал , изменяются по мере того, как грунтовые воды медленно перемещаются по пути потока от подпитки к сбросу – эти геохимические условия могут влиять на попадание металлов в грунтовые воды.

Возраст подземных вод – это лишь один из факторов, который может повлиять на концентрацию микроэлементов.Другие факторы включают климат, геологию и действия человека. Климат4 играет важную роль, потому что в регионах с низким уровнем осадков и высокой скоростью испарения меньше воды, чтобы разбавить продукты выветривания горных пород. Геология играет роль, потому что металлы, доступные для выщелачивания в грунтовые воды, зависят от типов минералов, присутствующих в породах и отложениях. Наконец, действия человека, такие как орошение и откачка, могут повлиять на концентрацию микроэлементов в грунтовых водах, часто за счет изменения геохимических условий, таких как pH и окислительно-восстановительные условия, в водоносном горизонте.

Металлы, как сообщается, широко встречаются при концентрациях выше контрольных значений для питьевой воды в неочищенных грунтовых водах из некоторых водоносных горизонтов, включая марганец и металлоид мышьяк . Другие металлы, такие как железо, могут не присутствовать в количествах, представляющих риск для здоровья, но могут причинять неудобства, делая воду неприятной для питья или окрашивая арматуру . Уровни металлов можно снизить путем обработки. Вода из коммунальных колодцев должна проверяться оператором колодца на регулярной основе, чтобы гарантировать, что вода, поставляемая потребителям, соответствует федеральным стандартам и государственным стандартам качества воды , которые существуют для многих, но не для всех металлов.Регулярное тестирование воды из домашних (частных) колодцев не требуется, и домовладелец или владелец частного колодца должен проверять, поддерживать и очищать воду из своего колодца. Лучший способ узнать качество воды в домашнем колодце – это проверить его.

В зонах воздействия горнодобывающей промышленности кислотные стоки растворяют тяжелые металлы, такие как медь, свинец и ртуть, в грунтовых или поверхностных водах. Кислотные, содержащие металлы стоки из заброшенных угольных шахт могут иметь существенное воздействие на водные ресурсы.Проблемы, которые могут быть связаны с дренажем шахт, включают загрязненную питьевую воду, нарушение роста и воспроизводства водных растений и животных, а также разъедающее действие кислоты на части инфраструктуры, такие как мосты.

Коррозионная вода может способствовать повышению концентрации металлов в питьевой воде, но в этом случае металлы поступают из водопроводной системы, например из труб, используемых для водопровода. Естественно агрессивная вода не опасна для потребления сама по себе, но если сантехнические материалы содержат свинец или медь, коррозионная вода может вызвать выщелачивание этих металлов в водопровод.И поверхностные, и грунтовые воды могут быть коррозионными. На коррозионную активность влияют многие факторы, включая повышенные концентрации хлорида и других растворенных твердых веществ , pH вне нейтрального диапазона, повышенные концентрации взвешенных твердых частиц и низкую щелочность.

МЕТАЛЛЫ В ОТЛОЖЕНИЯХ ОЗЕРОВ – ВОССТАНОВЛЕНИЕ ТЕНДЕНЦИЙ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Исследователи вырезали кусочки осадка из керна озерных отложений для анализа. Анализируя концентрации загрязняющих веществ, связанных с отложениями, от нижней части керна до верха, можно восстановить историю этого загрязнителя в водоразделе.

Металлы склонны к прилипанию к осадку ; они могут переноситься взвешенными наносами в ручьях и реках к озерам и водохранилищам, где отложения и металлы оседают на дно. История загрязнения водосбора металлами регистрируется в отложениях озера, и путем сбора и анализа кернов этого осадка можно восстановить историю загрязнения водосбора .

Тенденции в отношении металлов, зафиксированные в кернах отложений, отражают законодательство, нормативные акты и меняющиеся демографические и производственные практики в Соединенных Штатах.Например, керны отложений четко указывают на пик использования этилированного бензина в конце 1960-х – начале 1970-х годов. Исследование тенденций содержания металлов в 35 водохранилищах и озерах в США выявило тенденции к снижению содержания свинца и хрома в большинстве озер и тенденции к увеличению в нескольких озерах или вовсе без них. Керны отложений также могут регистрировать тенденции в металлах, связанных с местными источниками, такими как горнодобывающие и металлургические предприятия. В городских районах речные источники (городской сток и ручьи) вносят гораздо больший поток металлов, чем атмосферные источники.

► Узнайте больше о металлах и кернах озерных отложений .

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ

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

Введение

Микроэлементы играют решающую роль во многих биохимических и физиологических процессах у человека, будучи в основном компонентами различных витаминов и ферментов (Zecca et al., 2004; Bartzokis et al., 2007). Их баланс в головном мозге сложным образом регулируется системами мозгового барьера, такими как гематоэнцефалический барьер (BBB), хориоидальный барьер гемато-спинномозговой жидкости, 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. активации (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 сдвигом 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 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).

Следовательно, анализ содержания металлов в мозговом материале – очень интересное приложение 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, ткани после вскрытия замораживают. 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 применять 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) при тестировании 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.

ICP-MS методы стали очень популярны в последнее время в сочетании с одним из самых современных методов отбора проб – лазерной абляцией (LA).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 плазменный резак, 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 плазменной горелки 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 созданной 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 образца – использование графитовой печи. В этом случае облако распыленной пробы 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 с помощью 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 другие параметры валидации находятся на уровне методов, включая метод атомно-абсорбционной спектрометрии.

Метод GFAAS уже много лет используется для анализа элементов в человеческом мозге. Самыми популярными элементами, определенными в этой матрице с использованием вышеупомянутого метода, безусловно, являются Se, Al, Fe (Xu et al., 1992; Gałazka-Friedman et al., 2011). В последнее время 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 образца

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 микроволновая минерализация с использованием HNO или смесей HNO и HO используется в большинстве случаев (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 из 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 подробно 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 ограничением 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 (БА) (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 увеличение 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 кажутся более эффективными для конкретных событий, в основном из-за повышенной чувствительности и уменьшения ложноположительных сигналов.Флуоресцентные зонды, поглощающие свет определенной длины волны и излучающие 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 факту, 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 изображений сульфановой серы в живых клетках.Это также позволило обнаружить изменения уровня сульфановой серы.

Nandre et al. продемонстрировали 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).

Другой «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 превращения стабильных ядерных ядер в радиоактивные и измерения 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 проб. 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. Недостатком метода является трудоемкость и трудоемкость. Все радиоактивные изотопы имеют разное время полураспада и могут быть разделены на три категории: нуклиды с коротким временем после делящегося распада (время может составлять менее 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.

ПИКС

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 человеческого мозга, 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 образца

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 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 у читателей были 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 к плазматическому железу 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 тканях мозга 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 проведении 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 гематоэнцефалического барьера. Из-за неполного развития ГЭБ в раннем постнатальном периоде цинк, связанный и не связанный с белками, может беспрепятственно 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 поглощением Zn паренхиматозными клетками головного мозга.

Цинк стабилизирует структуру миелина и поэтому сильно концентрируется 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 различных 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

Существует 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

Кажется, 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 подавать измеримый физический сигнал, коррелированный 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 микроэлементах. 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.

Следовательно, 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

Andrási, E., Igaz, S., Szoboszlai, N., Farkas, É., 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 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 головного мозга человека (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

Bélavári, C. S., Andrási, E., Molnár, Z. S., and Bertalan, E. (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., Берчинская-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 Р 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 зонды для определения 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

Csaszma, 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 – Мёссбауэра, 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., Хуанг, 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

Hinrichs, L. T., Hmester, J., and Wills, M. J. (2007). Одновременное определение содержания фосфора и серы с помощью ВЭЖХ с сопряжением с ИСП-МС высокого разрешения.Примечание по применению 30076 . Thermo FIsher Scientific.

Höck, A., Demmel, U., Schicha, H., Kasperek, K., and Feinendegen, L.E. (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 с помощью нейтронно-активационного анализа. J. Сплавы, соединения 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). Количественная оценка 10 элементов в спинномозговой жидкости человека от 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 Х., Хуанг С., Хуанг Ю. Н., Цзян Х. 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 переносчика 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

Маджумдаз, 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

Manton, W. I.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

Miller, L., Qi, Wang, Telivala, T., Smith, R., Lanzirotti, A., et al. (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

Mocchegiani, E., Bertoni-Freddari, C., Marcellini, F., and Malavolta, M. (2005).Мозг, старение и нейродегенерация: роль доступности ионов цинка. Прог. 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

Пельтц-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. и 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., Магальяйнс, 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 находится преимущественно 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. Мол. 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

Сузуки К. и Сузуки Ю. (1972). Метаболические основы наследственного заболевания. МакГроу-Хилл.

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 пептидов: амилоид-β-пептид Альцгеймера 1-42, 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 микроэлементов 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., Шаумлёффель, 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 / ja9920700749

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. Нат. 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). Визуализация 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

(PDF) Обзор роли основных микроэлементов в здоровье и болезнях

84

Prashanth, et al.: Микроэлементы в здоровье и болезнях

Журнал доктора NTR University of Health Sciences 2015; 4 (2)

этиопатогенез, обеспечивают средство быстрой диагностики

, а также создают эффективные методы лечения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кинлен Дж. Дефицит микроэлементов во время парентерального питания.

. Ann Anesthesiol Fr 1977; 18: 1019-34.

2. Фриден Э. Химические элементы жизни. Sci Am 1972; 227: 52-60.

3.Stohs SJ, Bagchi D. Окислительные механизмы токсичности ионов металлов.

Free Radic Biol Med 1995; 18: 321-36.

4. Вада О. Что такое микроэлементы? Их дефицитность и избыточные состояния.

J Japan Med Assoc 2004; 47: 351-8.

5. Nielsen FH. Новые незаменимые микроэлементы для наук о жизни. Biol

Trace Elem Res 1990; 26-27: 599-611.

6. Bowen HJ. Микроэлементы в биохимии. 2-е изд. Лондон: Academic

Press; 1966 г.п. 55-7.

7. Frieden E. Новые взгляды на основные микроэлементы. J Chem

Educ 1985; 62: 917-23.

8. Frieden E. Эволюция металлов как важнейших элементов (с особым упором на

железо и медь). Adv Exp Med Biol 1974; 48: 1-29.

9. Минойя С., Саббиони Е., Апостоли П., Пьетра Р., Поццоли Л., Галлорини М.,

и др. Контрольные значения микроэлементов в тканях жителей Европейского сообщества

. Я.Исследование 46 элементов в моче, крови и сыворотке крови

итальянских испытуемых. Sci Total Environ 1990; 95: 89-105.

10. Harris ED. Гомеостаз меди: роль переносчиков клеток.

Nutr Ред. 2001; 59: 281-5.

11. Hart EB, Steenbock H, Waddell J, Elvehjem CA. Железо в пище. VII.

Медь как добавка к железу для образования гемоглобина у крыс

1928. J Biol Chem 2002; 277: e22.

12. Удаляет HT. Учебник биологической роли меди.Ciba Foundation

Симпозиум. Чичестер, Великобритания: John Wiley & Sons Inc .; 2009. с. 5-22.

13. Walravens PA. Пищевая ценность меди и цинка у новорожденных

и младенцев. Clin Chem 1980; 26: 185-9.

14. Мейсон К.Е. Обзор исследований метаболизма меди и

потребностей человека. J Nutr 1979; 109: 1979-2066.

15. Turnlund JR. Метаболизм меди в организме человека. Am J Clin Nutr

1998; 67 5 Дополнение: 960S-4.

16.Оделл БЛ. Биохимические основы клинических эффектов дефицита меди.

Нью-Йорк: Алан Р. Лисс Инк; 1982. с. 301-13.

17. Тодд В. Р., Эльвехьем Калифорния, Харт Е.Б. Классика питания. Am J Physiol

1934; 107: 146-56.

18. Turnlund JR, Jacob RA, Keen CL, Strain JJ, Kelley DS, Domek JM, et al.

Долгосрочное высокое потребление меди: влияет на показатели статуса меди, статус антиоксиданта

и иммунную функцию у молодых мужчин. Am J Clin

Nutr 2004; 79: 1037-44.

19. Was DL. Пищевые отношения меди. J Orthomol Med

1998; 4: 99-109.

20. Шейи С.Р., Бабу С., Кумари С., Шейи П., Хегде С., Карикал А. Роль

микроэлементов сыворотки в предраковых заболеваниях полости рта и раке полости рта – Биохимическое исследование

. J Cancer Res Treat 2013; 1: 1-3.

21. Васудеван Д.М., Срикумари С. Учебник биохимии для медицинских студентов

. 5-е изд. Нью-Дели: Публикация Джейпи; 2007. с. 76-91.

22.Лиу П. Т., Хейскала М., Петерсон П. А., Ян Ю. Роль железа в здоровье

и болезни. Мол Аспект Мед 2001; 22: 1-87.

23. Гил В.М., Феррейра Дж. С.. Анемия и дефицит железа при сердечной недостаточности. Ред.

Port Cardiol 2014; 33: 39-44.

24. Ананд Т., Рахи М., Шарма П., Ингл Г.К. Вопросы профилактики железодефицитной анемии

в Индии. Питание 2014; 30: 764-70.

25. Эндрюс, Северная Каролина. Транспортер железа DMT1. Int J Biochem Cell Biol

1999; 31: 991-4.

26. Ганц Т., Немет Э. Гепсидин и гомеостаз железа. Biochim Biophys

Acta 2012; 1823: 1434-43.

27. Рой С.Н., Эндрюс, Северная Каролина. Последние достижения в области нарушений метаболизма железа

: мутации, механизмы и модификаторы. Хум Мол Генет

2001; 10: 2181-6.

28. Розати Г., Риккарди Ф., Туччи А. Использование онкомаркеров в лечении

рака головы и шеи. Int J Biol Markers 2000; 15: 179-83.

29. Раджендран Р., Васудеван Д.М., Виджаякумар Т.Сывороточные уровни железа и белков

при подслизистом фиброзе полости рта (OSMF). Ann Dent

1990; 49: 23-5, 45.

30. Boult J, Roberts K, Brookes MJ, Hughes S, Bury JP, Cross SS, et al.

Сверхэкспрессия белков импорта клеточного железа связана с

злокачественным прогрессированием аденокарциномы пищевода. Clin Cancer

Res 2008; 14: 379-87.

31. Сатьянараяна У., Чакрапани У. Основы биохимии. 2-е

изд.Калькутта: Arunabha Sen Book and Allied (P) Ltd .; 2008. с. 210-27.

32. Холстед Дж. А., Смит Дж. К. мл., Ирвин Мичиган. Обзор исследований потребности человека в цинке

. J Nutr 1974; 104: 345-78.

33. Тодд В. Р., Эльвехьем, Калифорния, Харт Е.Б. Цинк в питании крыс.

Nutr Ред. 1980; 38: 151-4.

34. Фавье М., Фор П., Руссель А. М., Кудрей С., Блаш Д., Фавье А. Дефицит цинка

и диетический метаболизм фолиевой кислоты у беременных крыс. J Trace

Elem Electrolytes Health Dis 1993; 7: 19-24.

35. Watson TD. Диета и кожные заболевания у собак и кошек. J Nutr 1998; 128

12 Дополнение: 2783S-9.

36. Франклин Р. Б., Костелло Л. С.. Цинк как противоопухолевое средство при раке простаты

и других видах рака. Arch Biochem Biophys 2007; 463: 211-7.

37. Tuormaa TE. Неблагоприятные эффекты дефицита цинка: обзор литературы

. J Orthomol Med 1995; 10: 149-64.

38. Дас М., Дас Р. Необходимость образования и осведомленности о добавке цинка

: обзор.Инт Дж. Нутр Метаб 2012; 4: 45-50.

39. Аткинс П.В., Шрайвер Д.Ф. Неорганическая химия. 3-е изд. Нью-Йорк:

Фримен и компания; 1999. с. 156-9.

40. Чефалу В.Т., Ху Ф.Б. Роль хрома в здоровье человека и при диабете.

Уход за диабетом 2004; 27: 2741-51.

41. Андерсон Р.А. Хром и парентеральное питание. Питание 1995; 11

1 Дополнение: 83-6.

42. Крейпцио З. Важность хрома для питания и здоровья человека.

Pol J Environ Stud 2001; 10: 399-404.

43. Costa M, Klein CB. Токсичность и канцерогенность соединений хрома

для человека. Crit Rev Toxicol 2006; 36: 155-63.

44. Shi XL, Dalal NS. Хром (V) и образование гидроксильных радикалов

во время катализируемого глутатионредуктазой восстановления хрома

(VI). Biochem Biophys Res Commun 1989; 163: 627-34.

45. Даян А.Д., Пейн А.Дж. Механизмы токсичности хрома, канцерогенности

и аллергенности: обзор литературы с 1985 по 2000 гг.Hum Exp

Toxicol 2001; 20: 439-51.

46. Густавссон П., Якобссон Р., Йоханссон Х., Левин Ф., Норелл С.,

Рутквист Л.Е. Профессиональные воздействия и плоскоклеточный рак

полости рта, глотки, гортани и пищевода: исследование случай-контроль

в Швеции. Оккуп Энвирон Мед 1998; 55: 393-400.

47. Barceloux DG. Кобальт. J. Toxicol Clin Toxicol 1999; 37: 201-6.

48. Ямагата Н., Мурата С., Тории Т. Содержание кобальта в организме человека.

J Radiat Res 1962; 3: 4-8.

49. Тейлор Н.А., Маркс Т.С. Комиссией по питанию и питанию рекомендовано суточных

пособий. J Hum Nutr 1974; 32: 165-77.

50. Кристиансен Дж. М., Поульсен О. М., Томсен М. Краткосрочное перекрестное исследование

перорального введения растворимых и нерастворимых соединений кобальта

: Половые различия в биологических уровнях. Int Arch Occup

Environ Health 1993; 65: 233-40.

51. Патернайн Дж. Л., Доминго Дж. Л., Корбелла Дж.Токсичность кобальта

для развития крыс. J. Toxicol Environ Health 1988; 24: 193-200.

52. Burch RE, Hahn HK, Sullivan JF. Новые аспекты роли цинка,

марганца и меди в питании человека. Clin Chem 1975; 21: 501-20.

53. Ренберг Г.Л., Хайн Дж. Ф., Картер С. Д., Линко Р. С., Ласки Дж. В.. Хроническое потребление

Mn3O4 крысами: Накопление в тканях и распределение

марганца в двух поколениях. J. Toxicol Environ Health 1982; 9: 175-88.

54. Камбери Б., Ходжа В., Ккику Л., Пертл С. Содержание марганца в постоянных зубах человека

. Acta Stomatol Croat 2009; 43: 83-8.

55. Ван Ридж А.М., Томсон С.Д., Маккензи Дж.М., Робинсон М.Ф. Дефицит селена

при полном парентеральном питании. Am J Clin Nutr 1979; 32: 2076-85.

56. Эндрюс Э.Д., Хартли В.Дж., Грант А.Б. Селен-чувствительные болезни

животных в Новой Зеландии. N Z Vet J 1968; 16: 3-17.

57. Хики Ф. Селен в питании человека и животных.N Z Agric

1968; 18: 1-6.

58. Шамбергер Р.Дж., Руковена Э., Лонгфилд А.К., Титко С.А., Деодхар С.,

Уиллис К.Э. Антиоксиданты и рак. I. Селен в крови нормальных людей

и онкологических больных. J Natl Cancer Inst 1973; 50: 863-70.

59. Чен Х, Юнг Дж, Чен Дж, Чен Х, Вэнь З., Ге К. Исследования взаимосвязи

селена и болезней Кешана. Biol Trace Elem Res 1980; 2: 91-107.

60. Тан Дж.А., Хоу С.Ф., Чжу В.Й., Ли Р.Б., Чжэн Д.X., Ван М.Ю. и др.

Болезнь Кешана в Китае: исследование географической эпидемиологии. Acta

Geogr Sin 1979; 34: 85-104.

61. Мут О.Н., Олдфилд Дж. Э., Реммерт Л. Ф., Шуберт Дж. Р.. Влияние селена

и витамина Е на мышечные заболевания. Наука 1958; 128: 1090-1.

62. Национальная академия наук. Связь выбранной трассы

[бесплатно загружено с http://www.jdrntruhs.org в среду, 28 сентября 2016 г.