Molibdè: definició, síntesi, absorció, transport i distribució

El molibdè és un element químic amb el símbol de l’element Mo i el nombre atòmic 42. A la taula periòdica es troba al 5è període i al 6è subgrup (grup VI B) o grup de crom. De tots els elements del cinquè període, el molibdè és el més alt punt de fusió. Molibdè, que és plata-colorat en la seva forma pura, és rar a l’escorça terrestre, però és el metall actiu redox més comú als oceans. És un dels metalls de transició i s’utilitza en diversos aliatges d’acer inoxidable per a l’enduriment i per catalitzar (accelerar) reaccions redox (reaccions de reducció / oxidació). En els seus compostos, el molibdè apareix en els estats d’oxidació MoII +, MoIII +, MoIV +, MoV + i MoVI +, dels quals predominen MoIV + i MoVI +. El molibdè representa un oligoelement essencial (vital) per a gairebé tots els organismes vius. La forma que és biodisponible per a l’organisme i metabòlicament activa és l’anió molibdat (MoO42-). Això actua com a cofactor per a alguns enzims, un complex de molibdat i molibdopterina (compost heterocíclic) units al lloc actiu de l'enzim respectiu. Els sistemes enzimàtics dependents del molibdè del cos humà inclouen la xantina oxidasa / deshidrogenasa (degradació de la purina: conversió de la hipoxantina en xantina i aquesta última en àcid úric, que actua com a antioxidant al sang plasmàtic) que es produeix al citosol (components líquids del citoplasma) de la cèl·lula, la sulfita oxidasa localitzada a la mitocòndries ("Centrals energètiques" de les cèl·lules) (degradació de sofre-que conté aminoàcids, Com ara metionina cisteïna - desintoxicació de sulfit a sulfat) i aldehid oxidasa citosòlica (oxidació i desintoxicació (desintoxicació) de nitrogen (N) que conté compostos aromàtics heterocíclics, com pirimidines, purines i pteridines) [1, 4, 5, 10-13, 16, 19, 20, 21, 25, 31]. En els catalitzats enzimàticament reaccions redoxEl molibdè, principalment en forma de MoVI +, assumeix la funció d’agent de transferència d’electrons a causa de la seva capacitat per canviar els estats d’oxidació. A diferència d'altres metalls pesants, Com ara de ferro, de courei manganès, el molibdè presenta una toxicitat relativament baixa (toxicitat). Tanmateix, pols de molibdè, compostos com l 'òxid de molibdè (VI) i aigua-els molibdats solubles, com el tetrathiomolibdat, poden presentar certa toxicitat a dosis elevades a causa de la seva rapidesa i gairebé completa absorció (captació per l’intestí). En particular, les persones que treballen a la mineria de molibdè, a la fabricació de molibdè o a les plantes de processament de molibdè estan subjectes a una major exposició al molibdè. Els treballadors d’una fàbrica de processament de molibdè que inhalaven pols que contenia molibdè a una velocitat d’uns 10 mg Mo / dia experimentaven sèrum lleugerament elevat àcid úric nivells i augment sang sèrum coeruloplasmina (una important glicoproteïna a de ferro de coure (metabolisme) concentracions, així com health queixes. Tot i això, no va ser possible realitzar els estudis epidemiològics corresponents a causa de l’elevada taxa de rotació (taxa de reposició) dels treballadors. Falta estudis sistemàtics i dissenyats adequadament per avaluar el risc d’ingesta elevada de molibdè a llarg termini en humans. Per aquest motiu, els estudis en animals tenen una importància especial. En experiments sobre rates, els trastorns reproductius i del desenvolupament van demostrar ser els indicadors més sensibles de la ingesta excessiva de molibdè, cosa que va portar els dos reconeguts comitès científics SCF (Scientific Committee on Food) i FNB (Food and Nutrition Board, Institute of Medicine) a acordar-se a NOAEL (No s'ha observat cap nivell d'efecte advers): no hi ha un nivell d'efecte advers observat: el més alt dosi d’una substància que no té cap mesura detectable ni mesurable efectes adversos fins i tot amb ingesta continuada) per a molibdè de 0.9 mg / kg de pes corporal / dia. En derivar la UL (anglès: Tolerable Upper Intake Level - nivell màxim segur d’un micronutrient que no causa efectes adversos health efectes en gairebé tots els individus de totes les edats, ingestes diàries de tota la vida de totes les fonts) per al molibdè, hi ha discrepàncies entre els panells basades en incerteses a causa de la manca de dades humanes adequades. Basat en el NOAEL per al molibdè, el SCF va obtenir una UL de 0.01 mg Mo / kg de pes corporal / dia, corresponent a una ingesta per a adults de 600 µg Mo / dia (de 6 a 12 vegades la recomanació diària d’ingesta), mitjançant una incertesa El factor FNB, en canvi, va establir un UL per al molibdè de 100 mg / dia per als adults, basat en el mateix NOAEL però utilitzant un factor d’incertesa de 2. Per a nens i adolescents, ambdós cossos científics van derivar nivells d’aportació superiors tolerables, corresponentment inferiors a l’UL per als adults, perquè les ingestes excessives de molibdè en animals joves tenien efectes adversos sobre el creixement. El Grup d 'experts del Regne Unit a Vitamines Minerals (EVM) no ha establert una UL per al molibdè a causa de les dades insuficients i considera que la ingesta dietètica màxima de molibdè observada al Regne Unit de 230 µg / dia no suposa health risc. Compostos de molibdè permesos per a ús en dietètica suplements i per a l'enfortiment d'aliments dietètics i convencionals sodi molibdat i molibdat d 'amoni (com anhidrat (sense aigua molècules) i tetrahidrat (amb 4 aigua molècules)). Per a dietètica suplements, l'addició de molibdè s'ha de limitar a 80 µg per ingesta diària recomanada i s'ha d'etiquetar clarament que aquests productes no són adequats per a nens de fins a 10 anys d'edat. No obstant això, a causa de les incerteses existents sobre les ingestes diàries actuals de molibdè i les possibles superacions de la UL, l'addició de molibdè a les dues dietes suplements i s’han d’evitar els aliments dietètics i convencionals de consum general. El molibdè concentració a les plantes depèn molt del contingut de molibdè del sòl i del sòl o de les condicions ambientals. Una disminució de la matèria orgànica del sòl (esgotament de l'humus) i un pH baix del sòl o una disminució del pH del sòl causada, per exemple, per la pluja àcida, que condueix a la conversió dels ions MoO42 en òxids poc solubles, redueix la captació de molibdè per les plantes. En conseqüència, el molibdè concentració dels aliments vegetals i animals poden variar considerablement, raó per la qual de vegades es reporten valors molt diferents per a la ingesta de molibdè dels aliments i de l’aigua potable en els humans. Els aliments rics en molibdè inclouen els productes cereals, nousi llegums, com mongetes, llenties i pèsols. Els aliments d’origen animal, les fruites i algunes verdures, en canvi, tenen un contingut baix en molibdè [7, 10-12, 16, 25]. A regions, com Linxian, al nord Xina, on els sòls i els aliments són pobres en molibdè i la incidència (nombre de casos nous) de gastroesofàgics ("que afecten l'esòfag i estómac“) Els tumors són molt elevats, podria enriquir-se els sòls amb molibdat d’amoni dirigir a una millora del subministrament de molibdè i una reducció de la incidència tumoral a la població. L’organisme vegetal requereix molibdè per activar la nitrat reductasa, un molibdoenzim que converteix el nitrat absorbit a través del sòl en nitrit, cosa que proporciona un metabolisme reduït (metabolitzable) nitrogen en forma d 'amoni (NH4 +) per a la síntesi de matèria orgànica, com aminoàcids. En el cas d’una deficiència de molibdè a causa d’una reducció concentració al sòl, es produeix una regulació descendent (downregulation) de la nitrat reductasa, per la qual cosa el nitrat de la planta es converteix en nitrosamines, que entren a l’organisme humà mitjançant el consum d’aliments vegetals i actuen com a agents cancerígens (càncer-substàncies causants). L’augment de l’exposició a nitrosamines és una de les causes de l’alta incidència de tumors gastroesofàgics a Linxian. Enriquint els sòls amb molibdat d’amoni, es pot reduir la formació de nitrosamina a les plantes, reduint així el risc de desenvolupament de tumors. Si la ingesta oral de suplements de molibdè també es redueix càncer el risc no està clar. En l’estudi d’intervenció de Blot et al (1993), en què es van seguir 29,584 subjectes linxians de 40-69 anys durant un període de 5 anys, la substitució (suplementació dietètica) de molibdè (30 µg / dia) i vitamina C (120 mg / dia) no va disminuir la incidència de tumors gastroesofàgics i altres.

Absorció

El molibdè s'absorbeix a la intestí prim, probablement principalment al duodè (duodè) i jejun (jejun), com a molibdat (MoO42-). Poc se sap sobre el mecanisme fins avui. Se suposa que el molibdè absorció és passiu i que aquest procés no és saturable. Depenent de la font de l’element traça, absorció les taxes oscil·len entre aproximadament el 35% i el> 90% [4, 5, 11, 28-30]. L'òxid de molibdè i els molibdats, com ara calci molibdat i tiomolibdat, s’absorbeixen ràpidament en els enteròcits (cèl·lules de l’intestí prim epiteli) amb alta eficiència (fins a un 80%). La taxa d’absorció augmenta amb la disminució de l’oferta i es redueix quan l’oferta supera la demanda. Com més natural no sigui tractat o natural, millor serà biodisponibilitat de molibdè. Atès que l’anió sulfat (SO42-) té una configuració electrònica similar a la de l’anió molibdat (MoO42-), aquest últim inhibeix el transport del molibdat tant a través de l’apical (costat de la cèl·lula cap al llum) com basolateral (costat de la cèl·lula cap al sang) membranes enterocitàries. De la mateixa manera, de coure ions disminueixen intestinal (intestí-cara) absorció de molibdats.

Transport i distribució al cos

El molibdat absorbit viatja cap al fetge a través del portal vena i d'aquí als teixits extrahepàtics ("fora del fetge") a través del torrent sanguini. El contingut de molibdè del cos humà de 5-10 mg (0.07-0.13 mg / kg de pes corporal) es distribueix uniformement entre òrgans i teixits, amb les concentracions més altes a fetge, ronyó, glàndula adrenali os (0.1-1 mg Mo / g de pes humit). Contingut de molibdè a fetge ronyó no es veu afectat per l’edat i el gènere biològics. Intracel·lularment (dins de les cèl·lules), la unió del molibdè es produeix a les dues sofre (S) àtoms de molibdopterina. Unint el complex molibdat-molibdopterina als molibdoenzims, s’activen. Mentre que l’àtom de molibdè de la molibdopterina de la sulfita oxidasa mitocondrial té exclusivament oxigen lligats a àtoms, en el cofactor de la xantina oxidasa / deshidrogenasa citosòlica i de l'aldehid oxidasa a l'àtom de molibdè, s'intercanvia un dels àtoms d'oxigen per sofre (→ cofactor de molibdè sulfurat). Per tant, hi ha dos cofactors de molibdè diferents (desulfurats / sulfurats) a l’organisme humà. El molibdè es presenta al cos principalment en forma lligada i només en una petita mesura com a molibdat lliure. En sang sencera (1-10 µg Mo / l), l’element traça es troba predominantment a eritròcits (glòbuls vermells), on està unit a molibdoenzims en complex amb molibdopterina, entre d’altres. Al sèrum (porció líquida i lliure de cèl·lules de la sang menys els factors de coagulació), que té una concentració de molibdè <1 µg / l, que s’uneix a l’alfa-2-macroglobulines (proteïnes de plasma sanguini), com coeruloplasmina, es diu que és present, que transporta el molibdè del fetge als teixits extrahepàtics. Al fetge, el molibdè es troba gairebé exclusivament en complex amb molibdopterina, amb aproximadament un 60% d’aquests cofactors de molibdè units a molibdoenzims i aproximadament un 40% com a cofactors lliures. En ossos i les dents, el molibdè s’incorpora als microcristalls d’apatita, cosa que explica el seu efecte positiu sobre la salut òssia i dental. Per exemple, la prevalença (freqüència de la malaltia) de càries és molt baix en zones amb sòls pobres en fluor i, al mateix temps, rics en molibdè, cosa que probablement es deu a l’augment de l’absorció intestinal induït per molibdè (desencadenat pel molibdè) fluor i la seva major incorporació a la dent esmalt. Al plasma sanguini es poden formar complexos insolubles de coure-molibdè i / o sofre-molibdè, que afecten la cinètica (velocitat dels processos bioquímics) dels respectius micronutrients. Per exemple, una concentració de fisiològicament alta de coure o sofre al cos condueix a una major unió del molibdè, la qual cosa dificulta el seu transport als teixits i la seva incorporació intracel·lular a la molibdopterina. El resultat és una deficiència de molibdè i una activitat reduïda de molibdenzims. Fins ara només s’han observat símptomes de deficiència de molibdè en pacients amb nutrició artificial permanent, com ara la nutrició parenteral (nutrició que passa per alt el tracte gastrointestinal), amb un contingut excessivament baix de molibdè i / o una concentració excessiva de coure o sofre de la solució per infusió, i en nens amb un error innat de metabolisme, com la deficiència de cofactor de molibdè (trastorns de la via biosintètica) del component orgànic del cofactor de molibdè, la molibdopterina, que limita l’activitat dels molibdoenzims) i la deficiència aïllada de sulfita oxidasa (l’oxidació del sulfit al sulfat es veu afectada, cosa que provoca una deficiència de sulfat i un augment de la concentració de sulfits en tots fluids corporals → toxicitat amb sulfits), s’observen. Hi ha una estreta relació entre la concentració sèrica de molibdè i l'estat funcional del fetge. Per exemple, les concentracions de molibdè es poden trobar en una sèrie d’hepato-biliars (“que afecten el fetge i el bilis conductes ”) malalties, com ara hepatitis (inflamació del fetge), cirrosi hepàtica (etapa final de la malaltia hepàtica crònica amb alteració de l’arquitectura tisular, canvis nodulars i teixit connectiu proliferació), alcohol- i danys hepàtics induïts per medicaments, així com bilis obstruccions del conducte (causades per càlculs biliars, tumors o inflamacions inflamatòries que produeixen un refluig biliar al fetge), detecten nivells elevats de molibdè al sèrum sanguini. Aquests es basen en la disminució de la captació de l’element traça pel fetge o en l’augment de l’alliberament de molibdè de les cèl·lules parenquimàtiques danyades.

Excreció

El molibdat absorbit s’excreta essencialment per l’orina (10-16 µg / l) per mitjà de ronyó. Eliminació (excreció) mitjançant el bilis amb les femtes (femta) juga un paper menor. En dones que donen el pit, aproximadament el 10% del molibdè absorbit intestinal s’excreta addicionalment amb llet (1-2 µg / l). El molibdè no absorbit surt del cos amb les femtes. La regulació homeostàtica (autoregulació de l’equilibri) del molibdè es produeix menys per absorció intestinal que per ajustament de l’excreció endògena (excreció). El ronyó té una importància crítica en aquest procés, ja que allibera molibdè a l’orina en funció de la quantitat d’aportació alimentària. L’excreció renal (que afecta el ronyó) de molibdè s’incrementa mitjançant l’augment de la ingesta dietètica i el sulfat (SO42-).