Eser Elementler ve İlgili Patolojiler Prof.Dr.M.Koray GÜMÜŞTAŞ İst.Ün.Cerrahpaşa Tıp Fak. Biyokimya A.D.

Eser Elementler : Bakır (Cu) Çinko (Zn) Demir (Fe) Selenyum (Se) Krom (Cr) Molibden (Mo) Ultra Eser Elementler : Silisyum(Si) Kadmiyum(Cd) Vanadyum(Va) Brom(Br) Arsenik(As) Nikel(Ni)

Fe - Bileşik Fonksiyon O2 transportu, kan O2 depolama, kas Hemoglobin Miyoglobin Enzimler Katalaz Peroksidazlar Sitokromlar Demir-Sülfür Transferin Ferritin, Hemosiderin Fonksiyon O2 transportu, kan O2 depolama, kas H2O2 detoksifikasyon Oksidasyon Elektron transferi Demir transportu Demir depolanması

Demir(Fe) Metabolizması

Demir Yetmezliği (Anemi) Yetersiz alınım (Beslenme alışkanlığı) Bozulmuş alınım (GIS’de malabsorbsiyon ve cerrahi girişimler) Artmış Kayıp (GIS ve menstrual kanama) Teşhiste; Tam kan sayımı (Hemogram) Plazma ferritini, Demir bağlama kapasitesi (TIBC), Plazma demiri ve Aneminin fiziksel bulguları önemlidir.

Demir Fazlalığı Alınım ve emilim fazlalığı (akut, kronik) Demir Fazlalığı Alınım ve emilim fazlalığı (akut, kronik) Çocuklarda demir tabletlerinin yanlış alınımı. Asitli diyet ve demirli kaplarda yemek pişirilmesi. Damardan demir yüklenmesi, kan transfüsyonu Aplastik anemilerde İdyopatik hemokromatozis Karaciğerde siroz, pankreasta diabet oluşumu

Selenyum (Se) Glutatyon peroksidaz, iyodotironin deiyodinaz enzimleri yapısında. Dokularda selenosistein ve selenometiyonin formunda bulunur. Organizmayı oksidatif stresten korumada rolü vardır. Eritrosit bütünlüğünün korunması üremede (dişi sıçanlarda) önemlidir. Tiroid hormonu iyodunu uzaklaştırır. T3’ü aktifleyip T4’ü inaktif kılar. TSH salınımını kontrol eder. Eksikliği Çin’de Keshan bölgesinde Keshan Hst; «endemik kardiyompati», anemi, sersemlik, anormal EKG bulguları oluşturur. Kashin-Beck hastalığı Çin’de ergenlik çağı ve öncesinde görülen «endemik osteoartite» neden olan Selenyum eksikliğiyle ilişkili bir hastalıktır.

En çok et, süt ve süt ürünlerinden zengin besinlerde bulunur. ÇİNKO (Zn) METABOLİZMASI Yalnız Zn+2 değerliktedir, oksidasyona katılmaz. En çok et, süt ve süt ürünlerinden zengin besinlerde bulunur. Tahıl, bitki lifleri ve fitatlar emilimini bozar. Günlük gereksinim 15 mg’dır, bağırsaktan aktif emilir. Kanda %60 albumine, %40 α2-makroglobuline bağlı taşınır. Atılımı ise başlıca dışkıyla, azı safra ve idrarla olur. Vücut çinkosunun %70’i sabit çinko havuzu olarak deri, kas ve kemiklerde bulunur. Serum Zn: 60-100 µg/dL

Zn Fonksiyonları; Hemoglobin sentezinde, kemik gelişiminde, bağ dokusu kollajen metabolizmasında Enzim kofaktörü olarak (SOD, Karbonik anhidraz, Alkalen fosfataz, Karboksipeptidaz, Alkoldehidrogenaz vs.) Pankreas β-hücrelerinde insülin sentez, depolanma ve salınmasında rolü vardır. DNA ve RNA stabilizasyonu,spermatogenez,embriyonel gelişim,fetal büyümede. Zn Eksikliği; Malnutrüsyon, malabsorbsiyon ve liften zengin beslenmede, kronik alkalizmde, kanser ve kronik enfeksiyonlarda (viral) oluşabilir. İskelet gelişimi bozukluğu, yara iyileşmesinde bozulma, erkek kısırlığına, dermatite ve immun yetmezliğe sebep olabilir. “Akrodermatis Enteropatika”, kalıtsal, nadir görülen çinko emilim bozukluğudur. Bebeklik çağında deri belirtileri, diyare, immun yetmezlik ve büyüme geriliği ile karakterize edilir. Tedavi edilmezse ölüme sebep olabilir. Nadir de olsa toksisite, ataksi, pankreatid, anemi, kusma vs. bulgular oluşturabilir.

BAKIR (Cu) METABOLİZMASI +1 ve +2 değerlikleri ile oksido-redüksiyon reaksiyonlarına katılabilir. Karaciğer, kabuklu deniz ürünleri, fındık, ceviz bazı baklagillerde bol oranda daha az ise süt ve yeşil sebzelerde bulunur. Bağırsakta yüksek molekül ağırlıklı bir proteine bağlanarak dolaşıma geçer, kanda albümine bağlı taşınır ve büyük kısmı karaciğerde serüloplazmin yapısına katılır. Başlıca dışkıyla atılır, azı safra, idrar ve ter ile atılır. Serum Cu: 70-150 µg/dL Cu Fonksiyonları; Kemik gelişiminde,Melanin sentezinde, Oksijen transportunda,Nükleik asid ve protein sentezinde rolü vardır. Bakır içeren enzimlerde (SOD, Dopamin β-hidroksilaz, tirozinaz, lizil oksidaz, serüloplazmin vs.) Metallotiyoneinler bakırlıdır ve Zn, Cd, Fe, Hg bağlayabilir ve vücudu metal toksisitesinden korur. 6-8 bakır içeren serüloplazmin, ‘ferroksidaz’ aktivitesi ile depo demirin oksidlenip (Fe+3) transferrine bağlanmasını sağlar. (Depo demirin mobilizasyonu).

Wilson Hastalığı (Hepatolentiküler Dejenerasyon) Otozomal resesif, nadir görülen bir hastalıktır. Serüloplazminin bakır bağlaması bozulmuştur ve karaciğer, böbrek bazal gangliyon (lentiküler dejenerasyon) ve korneada bakır birikimi (Kayser-Fleischer halkası) söz konusudur. Menkes Sendromu X-bağlı geçiş gösteren nadir bir hastalıktır. Cu+2 taşıyan ATP az kusurludur, yeni doğan plazma Cu+2 seviyesi düşüktür. Fakat bir çok dokuda bakır birikimi ve idrar atılımında artış söz konusudur. Nörolojik bozukluk cilt ve saç bulguları söz konusudur. Cu Toksisite ; Bakırlı kaplar, bazı yanık pomadları ve fungusidler, hemodiyaliz bakırlı tüplerin yoluyla oluşabilir. GIS’de kanama, böbrek fonksiyon bozukluğu, nörolojik bulgular söz konusudur. Cu Eksikliği ; Anemi büyüme yetersizliği,defektif keratinizasyon ve saç pigmentasyonu,hipotermi,aortik elastinde dejenerasyon,osteopeni,mental gerilik.

Mangan (Mn) Metabolizması Mn+2, Mn+3 formunda birçok metalloenzim yapısında bulunur. Günlük gereksinim 2,5-5 mg’dır. Plazmada ‘transmanganin’ e (β1-globulin) bağlı taşınır. Geniş doku dağılımı ile kemik, karaciğer ve pankreasta özellikle hücre mitokondrisinde bulunur. Göz yaşında plazmanın 50 katı Mn bulunur. Fonksiyonları; Piruvat karboksilaz, mitokondriyal Mn-SOD yapısında bulunur (Arginaz, hidroksilaz, kinaz, dekarboksilaz ve transferaz vs.). Polisakkarit ve glikoprotein sentezinde aktivatördür. Kollesterol sentezinde, glukoz tolerans eğrisi üzerine etkileri vardır. Hipoglisenik özellik taşıdığı ileri sürülmüştür. Eksikliği ; Fe, Cu, Mg enzim aktivitörü olarak Mn etkilerini sağladığından eksikliğinin saptanması zordur.Eksikliği kemik demineralizasyonu, ataksi ve konvülsyon. Toksisite; Madenci, kaynakçı, ilaç, seramik, cam sanayiinde çalışanlarda oluşabilir. Nörolojik bulgular yanında üreme ve fetal anormalite,solunum bozukluğu oluşturur (Tedavi: EDTA).

Krom (Cr) Metabolizması Mantar , etli gıda ve tahıllarda bulunur. Cr +3 değerlilikte biyo yararlıdır. Cr +6 Çelik birleştirmede kullanılır ,pulmoner kanserojen,ayrıca karaciğer,böbrek ve MSS de hasar yapar İnsülin etkinliğini arttıran glukoz toleransı geliştiren bir elementtir. Elektrokaplama, çelik, fotoğraf, boya ve deri sanayiinde toksik etki gösterebilir. Allerjik belirtiler, ödem, dermatit bulguları yanında kronik toksisite, akciğer ve karaciğer malignitesi oluşturabilir. Kanda; <0.05 – 0.5 µg/dL

Molibden (Mo); Bitkisel besinlerle 150-500 µg alınır Molibden (Mo); Bitkisel besinlerle 150-500 µg alınır. İnce barsakta emilir. İdrar ve safra ile atılır. Ksantin oksidaz, aldehid oksidaz, sülfit oksidaz yapısında karaciğer,iskelet ve böbrekte bulunur.Esikliğinde iskelet ve beyin lezyonları.Az toksik etkiyle kanda ürik asit artışına bağlı GUT insidansı oluğturur. ( Kanda 0.1 – 3.0 Ug/dL ) Silisyum (Si); Rafine edilmemiş tahıllarda bulunur. Glikozaminoglikan, elastin ve kollajen metabolizmasında, kemik kalsifikasyonunda rolü vardır. Antiatherojenik rolü olduğu düşünülmektedir. Kadmiyum (Cd); İçme suyu, bitkisel ve hayvansal besinlerde bulunur. Endüstriyel atıklarda yüksek miktarlarda bulunur. Gelişmiş sanayi ülkelerinde hipertansiyonla ilişkili olduğu düşünülmekte, ayrıca ateron plaklarda yüksek oranda bulunması atherosklerozla ilişkili olabileceğini düşündürmektedir.

Vanadyum (V); Tiroid metabolizması ile ilgili olduğu, V+4 / V+3 redoks çifti ile bazı enzim düzenleyici ve kofaktör görevi yaptığı düşünülmektedir. Brom (Br); Deniz suyunda Br-1, omurgalı deniz canlılarında bulunur. İnsanlarda en fazla hipofiz bezinde bulunur, sinir sistemine sedatif etkilidir, fazlalığı psikiyatrik bozukluğa yol açabilir. Arsenik (As); Karsinojenik ve aterojenik etkili olduğu ileri sürülmüştür. Eski dönemlerde antisfilitik ajan olarak kullanılmıştır. Toksisitesi sülfidril grupları bağlama yoluyla olur. BAL ile tedavi edilir. BAL-As kompleksi suda çözülür, idrarla atılır. Kronik toksikasyon saçta, akut toksikasyon idrardaki düzeyi ile tayin edilir. Nikel (Ni); Bakterilerde üreaz ve hidrojenazların kofaktörüdür. 150 µg günlük gereksinim çikolata, kabuklu kuruyemiş ve tahıllardan sağlanır. Eksikliği B12, folat ve demir metabolizmasında bozulmaya sebep olur. Endüstriyel gaz olarak nikel karbonik karbonmonoksitten 100 kez daha toksik ve kanserojendir.