DEMİR, ÇİNKO, BAKIR, MANGAN, KROM Prof.Dr.Hafize Uzun
ESER ELEMENTLER Günde 100 mg’dan daha az miktarda gerekli olan, vücut sıvı veya dokularında konsantrasyonları çok düşük düzeylerde bulunan (mg/dL ve mg/kg) mikro elementler eser elementler olarak da tanımlanmaktadır.
RDA - Recommended Dietary Allowance Ultraeser elementler, günde 100 µg kadarı gerekli olan ve dokularda µg/kg doku düzeylerinde bulunan elementlerdir. Arsenik, boron, brom, kadmiyum, kurşun, lityum, nikel, silisyum, kalay, vanadyum, ve stronsuyum
Eksik alındığı zaman fonksiyon bozukluğu oluşturan ve fizyolojik dozlarda bu bozukluğu önleyen element esansiyel kabul edilir. Eser elementler, invivo işlemleri için özgüldürler ve bunların yerine benzer kimyasallar geçemez.
ESER ELEMENTLER Demir Bakır Çinko Kobalt Manganez Molibden Krom Selenyum İyot Flor
DEMİR (Fe) Demir yer kabuğunda en bol bulunan elementlerden birisidir. 70 kg’lık bir insanda ortalama 4-5 gr demir bulunur. - %70’i hemoglobinde (~ 2,5 gr) - %25’i ferritin ve denatüre olmuş ferritin yapısındaki hemosiderinde - %3-4’ü miyoglobinde - %0,1’i sitokromlarda - %0,1’i demir-enzim komplekslerinde - %2’si hücreler arası sıvıda - %0,1’i plazmada(~ 2,5 mg) transferrine bağlı olarak bulunur.
Organizmanın demir gereksinimi, büyüme ve demir kaybı hızına bağlıdır ki büyüme çağında demir gereksinimi yaklaşık 2 mg kadardır. Kadınlarda demir gereksinimi menstruasyon kanaması sırasında %30-90 oranında artar; yaklaşık 35 mL kan kaybı için fazladan 0,6 mg demir gerekir. Gebelikte demir gereksinimi, mens dönemindekinden %60 fazladır; demir, özellikle üçüncü trimestrde plasenta yoluyla fetüse taşınır.
Demirin fonksiyonları Hemoglobin yapısında yer alan Fe2+ dokulara oksijen taşınmasını sağlar. Miyoglobin yapısında bulunan demir kaslara taşınan oksijen depolanmasında etkilidir. Redoks aktif bir element olan demir organizmada proteinlere bağlı olarak fonksiyon yapar. Bu proteinler protoporfirin halka sistemi içinde demiri taşıyan hemoproteinler (hemoglobin, miyoglobin, mitokondriyal ve mikrozomal sitokromlar, peroksidaz, katalaz, triptofan pirrolaz, miyeloperoksidaz, prostaglandin sentaz, guanilat siklaz, NO sentaz, ksantin oksidaz, laktat dehidrojenaz) . Nonhem demir içeren ve aktif merkezlerinde demir taşıyan redoks enzimleri (flavoproteinler, Süksinat dehidojenaz, NADH dehidojenaz, yağ acil koA dehidojenaz gibi flavinli enzimler) ve FeS proteinleridir (ferredoksinler).
DEMİR METABOLİZMASI Demirin emilimi Fe2+ iyonu şeklinde, başlıca duodenum ve jejenumda olmaktadır ( Aktif Transport) İnce bağırsak mukozasında bulunan ferritin ve transferrinin demir emilimini birlikte düzenlediklerine inanılmaktadır.
Diyetteki demir, başlıca ferri demiridir ve proteinlere, amino asitlere, organik asitlere , heme bağlı olarak veya Fe(OH)3 şeklinde bulunur. Midenin asidik ortamında, sitrik asit, askorbik asit ve amino asitlerin etkisiyle serbestleşen Fe3+, sülfhidril (-SH) gruplu maddelerin ve askorbik asidin etkileri ile ferro demire(Fe2+) indirgenir. Çözünebilen ve kolay emilebilen ferrokelatlar oluşur. Mide özsuyunda serbestleşen ferro demir küçük bir mükoprotein olan gastroferrine bağlanarak taşınır. Aklorhidride ve parsiyel gastrektomiden sonra demir emilimi normalin altına inmektedir.
Demir (ferro, +2) proksimal duodenum ve jejunumdan aktif transportla emilir. Fe3+ ferrik redüktaz ile Fe2+ ye indirgenir ve Fe2+ divalent (apikal) metal taşıyıcısı (DMT1) ile enterosite girer. Hem halkası enterosite ayrı bir hem taşıyıcısı (HT) ile girer ve hem oksidaz (HO), hem molekülünden Fe2+ yi serbestleştirir. Hücre içi Fe2+ nin bir kısmı Fe3+ e dönüşür ve ferritine bağlanır. Geri kalan bazolateral demir taşıyıcısı (FP) na bağlanır ve hephaestin yardımı ile dolaşıma girer. Plazmada Fe3+ demir taşıyıcı protein olan transferrin (TF) e bağlanır.
Midenin asit pH’ında Fe2+ şeklinde bulunan demir, bağırsakların nötral - alkali pH’ında Fe3+ şeklinde bulunur. Askorbik asit demirin ferro şekilde kalmasını sağlayarak emilimini artırır. Karbonhidratlar, tartarat, fosfat, oksalat ve tahıllarda bol bulunan fitat bileşikleri, demir ile çözünmeyen kompleksler oluşturmak suretiyle emilimi azaltırlar. Aluminyum hidroksid, magnezyum hidroksid gibi antiasitler demir emilimini azaltırlar.
Bağırsak mukoza hücresinde demir ya ferritin şeklinde depolanır veya bazolateral membrandan ferroportin ve hephaestin (ferrooksidaz) proteinleri aracılığı ile kana geçer. Bazolateral membranda oksidasyona uğrayan demir, transferrin yapısında kan dolaşımına dahil olur. Transferrin ferri demiri bağlar, ferro demiri bağlamaz. Demirin bağırsaklardan emilimini karaciğerde sentezlenen küçük bir protein olan hepsidin kontrol altında tutar. Plazma demir düzeyi yükseldiğinde hepsidin sentezi artar ve demir emilimi azalır; apoferritin sentezi artar, demirin ferritin şeklinde tutulumu artar, transferrin ile dolaşıma giren demir azalır.
Transferrin (siderofilin) Transferrin, başlıca karaciğerde sentezlenen apotransferrine Fe3+ bağlanmasıyla oluşur. Demirin transportunda görevli olan bir proteindir (β1 globülin,76kDa). Bir mol transferrin iki mol demir taşır. Dokular transferrinden demiri reseptör aracılı endositozla alırlar. Demirini kaybeden transferrin apotransferrin şekline dönüşür ve tekrar demir ile birleşerek transferrin oluşturur. Normal koşullarda bir transferrin molekülü bir günde 10- 20 kez demir atomlarını serbestleştirir ve yeniden bağlar.
Sağlıklı bir erişkinde bir günde 200 Sağlıklı bir erişkinde bir günde 200.109 eritrosit hücresi yıkılır ve bu yıkımdan yaklaşık 25 mg demir serbestleşir. Plazmadaki transferrin konsantrasyonu 300mg/dL’dir ve bu miktarda transferrin 300μg demir /dL bağlar. Total demir-bağlama kapasitesi olarak adlandırılan bu kapasite normal koşullarda 1/3 oranında demir ile doymuş durumdadır. Serum total demir bağlama kapasitesi, transferrin düzeyinin indirekt ölçüsü olarak kullanılabilir. 1 mg transferrin 1,25 μg demir bağladığından (TIBC=Transferrin x 1,25) veya (Transferrin=TIBC / 1,25)’dir.
Erişkin sağlıklı bir insanda serum demir düzeyinin normal değeri %90-120 μg kadar olduğuna göre, plazma transferrininin yaklaşık %60-70’i demir bağlamamış durumdadır ki bu da doymamış demir bağlama kapasitesi (UIBC, DDBK) olarak ifade edilir. Doymamış demir bağlama kapasitesi, serum TIBC ile serum Fe düzeyi arasındaki fark olarak hesaplanır: UIBC(%μg) = TIBC(%μg) − Serum Fe(%μg) Normalde transferrinin %30-40’ı demir ile doymuştur ve bu durum, demir saturasyonu (% Transferrin satürasyonu) 30-40’dır şeklinde ifade edilir.
Serbestleşen Fe2+, özel proteinlere bağlanarak mitokondriye taşınır ve hem biyosentezinde kullanılır. Transferrinin taşıdığı demirin %70-90’ı hemoglobin sentezi için ve geri kalanı da demirli enzimlerin oluşumu için kullanılmaktadır. Vücutta günde yaklaşık 8-9 g hemoglobin sentez edilir ve fazla olan demir, Fe3+ şeklinde ferritin halinde depolanır.
Ferritin Demir, retiküloendotelyal sistem hücrelerinde (karaciğer, dalak, kemik iliği) ve en çok iskelet kaslarında olmak üzere diğer bütün dokularda ferritin şeklinde depolanır. Ferritin, apoferritin adlı proteine %20-23 oranında Fe3+ bağlanmasıyla oluşmuş bir demirli proteindir. Ferritin oluşumu için apoferritin, önce kabuğunun iç yüzeyine Fe2+ bağlar ve bundan sonra bir ferrooksidaz olarak davranarak Fe2+’i Fe3+ haline oksitler ve böylece ferritin oluşur. Demir alınımı arttığında sitoplazmik ribozomlarda apoferritin sentezi artmaktadır. Vücuttaki demir deposu miktarının göstergesi plazma ferritin düzeyidir.
Hemosiderin Kronik hemolitik anemi ve aşırı kan transfüzyonu gibi durumlarda karaciğerin kupffer hücreleri, dalak ve kemik iliğinde, denatüre olmuş ferritin yapısında hemosiderin denen bir madde birikir. Hemosiderin, genellikle apoferritin sentezinin ve demiri tutuşunun maksimal olduğu aşırı demir yüklenmesi hallerinde oluşur ve mikroskopik olarak saptanır. Hemosiderinin ağırlığının %35’ini Fe3+ oluşturur; fakat hemosiderinden demirin mobilizasyonu yavaştır. Total vücut demiri depolarının artması ve hemosiderin birikintilerinin karaciğer, pankreas, deri ve eklemlerde yaygınlaşması, hemosiderozis olarak tanımlanır. Hemosiderozisin doku hasarıyla karakterize ve hastalık durumu oluşturan ileri evresi hemokromatozis olarak tanımlanır.
Sağlıklı bir erişkinde 3-4 g olan total vücut demiri hemokromatozisde 100g’a kadar çıkabilmektedir. Özellikle deri, karaciğer , pankreas ve kalp dokularında aşırı miktarlarda demir birikir. Deride bronz pigmentasyon, siroz ve diyabet ‘klasik triad’ olarak belirtilen klinik bulgulardır. Kalp yetersizliği de ortaya çıkar.
Demir atılımı Demir emildikten sonra sıkı bir şekilde korunur. Demirin vücuttan atılımı, deskuame olan hücreler vasıtasıyla olur; bunun için herhangi bir kontrol mekanizması yoktur. Demir kaybının büyük çoğunluğu, olasılıkla bağırsak içine ve ciltten günde yaklaşık 1 mg kadardır; idrarla atılan demir, ihmal edilebilecek kadar az miktardadır. Kadınlar, menstrual kanama ile bazal kayba ek olarak günde ortalama 0,5-1 mg kadar demir kaybederler ki bu kayıp, menoraji halinde daha fazladır ve demir eksikliğine neden olabilir. Bu nedenle erkeklerde plazma demir konsantrasyonu kadınlardan daha yüksektir. Mide bağırsak sistemi ve üriner sistem kanamalarında gaita ve idrar ile demir atılımı olur.
Serum demir düzeyinin normal değeri 90-120 μg/dL
Serum demir düzeyinin normalden yüksek olması hipersideremi olarak tanımlanır. Hemolitik anemilerde hipersideremi görülebilir. Serum demir düzeyinin normalden düşük olması hiposideremi olarak tanımlanır. Aneminin en sık rastlanan nedenleri demir eksikliği ve kronik kan kaybıdır.
HİPERSİDEREMİ NEDENLERİ Hemolitik anemilerde hipersideremi görülebilir. Tedavi edilmemiş pernisiyöz anemide yetersiz eritrosit yapımı nedeniyle serum demiri yüksektir. Vitamin B12’nin tek dozu, %200 μg gibi yüksek serum demir düzeyini bir günden az bir zaman içinde %20 μg gibi değerlere düşürebilmektedir. Akut enfeksiyöz hepatitte serum demir düzeyi, 7.günden 4-5.haftalara kadar yükselir ve %200 μg’dan yüksek olabilir. Kronik hepatit ve yağlı karaciğer olgularında serum demir düzeyi hafif yükselmiştir. İntravenöz demir tedavisinden ve tekrarlayan kan transfüzyonlarından sonra, akut enfeksiyöz hepatitteki gibi karaciğer hasarında, karaciğer, pankreas, deri ve eklemlerde hemosiderin birikintilerinin artması durumu olan hemosiderozis ve bunun doku hasarıyla karakterize şekli olan hemokromatoziste hipersideremi saptanabilir.
HİPOSİDEREMİ NEDENLERİ Besinlerdeki demir ve protein yetersizliği, steatore ve vitamin C eksikliğinde olduğu gibi demir emilim mekanizmasında bozukluk Gebelikte ve kan kaybının olduğu durumlarda Karaciğer yetmezliği, nefrotik sendrom, üremi, eksüdatif enteropati (gizli kan kaybı), doğumsal atransferrinemi ve malignitelerde Akut ve kronik enfeksiyonlarda depo demirinin düzensiz salınımına bağlı olarak hiposideremi görülebilir.
Anemi (kansızlık), bir hastalık bulgusudur; bir hastalık değildir. Anemiler Anemi (kansızlık), bir hastalık bulgusudur; bir hastalık değildir. Klinik olarak soluk görünüm vardır. Laboratuvar bulgusu olarak hemoglobin (Hb) miktarı ve hematokrit (Hct) değeri hastanın yaş ve cinsiyetine göre normal kabul edilen değerlerin altındadır. Dünya Sağlık Örgütü kriterlerine göre kan hemoglobin düzeyinin erişkinlerde erkeklerde 13 g/dL'nin, kadınlarda 12 g/dL'nin altı anemi olarak kabul edilir. 6 ay ile 6 yaş arası çocuklarda 11 g/dL'nin, 6-14 yaşlarında ise 12 g/dL'nin altı anemidir.
Hasta eritrositlerinin morfolojik özelliklerine göre çeşitli anemi tipleri tanımlanmıştır: -Makrositer anemiler -Mikrositer anemiler Demir eksikliği Kronik hastalık Talasemi Sideoblastik anemi -Normositer anemiler
BESİNSEL DEMİR KAYNAKLARI Karaciğer ,böbrek, yürek, yumurta sarısı, balık, istiridye, fasulye, ıspanak, buğday, yulaf, hurma, ceviz ve pekmezdir. Hayvansal besinlerde, bitkisel besinlere göre daha fazla demir vardır; et ve karaciğer ile alınan demirin emilim oranı süt,yumurta ve sebzelere göre çok daha yüksektir. Süt demirden fakirdir. Ortalama bir diyetle 10-20 mg/gün demir alınır;bu miktarın %10’u emilebilir.
Demir ihtiyacı: Yaşa ve fizyolojik koşullara göre değişir. Hızlı büyümenin olduğu 0-2 yaş döneminde ve adolesansda demir ihtiyacı en üst düzeydedir. Erişkinlerde günlük demir ihtiyacı erkeklerde 1mg/gün, kadınlarda 8 mg/gün’dür. Menstrüasyonlar sonrasında, gebelik ve laktasyon dönemlerinde normalden fazla demire ihtiyaç duyulur
Demirden sonra en bol bulunan ikinci eser element ÇİNKO (Zn) Demirden sonra en bol bulunan ikinci eser element Atom Ağırlığı: 65 ; +2 değerlikte Tüm organ, doku ve vücut sıvılarında yer alır Çinko bakımından zengin olan dokular prostat (semende yüksek konsantrasyonda bulunur), karaciğer, saç, böbrek, retina, kemik ve kastır. Vücuttaki toplam miktarı: 1.4-2.3 g Günlük çinko gereksinimi 12-15 mg/gün
Çinkonun fonksiyonları Eritrosit karbonik anhidrazı, süperoksid dismutaz, alkol dehidrojenaz, glutamat dehidrojenaz, böbrek fosfatazı, karboksipeptidaz, ürikaz gibi enzimlerin yapısına katılır veya bu enzimlerin fonksiyon görmesi için gereklidir. Karbonhidrat metabolizması için önemli bir hormon olan insülin molekülünün bir parçasıdır. Ancak, çinkonun insülin molekülüne ne zaman girdiği ve insülinin çinkosuz da etkinlik gösterip gösteremeyeceği açıkça anlaşılmış değildir. Tat duyusunda temel rol oynayan tükürük gustininin yapısına katılır. Beyin damarlarında ve koronerlerde genişlemeler sağlayarak iskemik durumları iyileştirir. Çinko, yara iyileşmesinde rol oynar.
ÇİNKO METABOLİZMASI Besinlerle alınan çinkonun %15-30’u duodenumdan ve proksimal jejenumdan emilir. Emilim aktif , enerjiye bağımlı ve spesifik transport (bağlayıcı) ligandları yoluyladır Barsak epitel hücresinde metallotionein içinde depolanır Kalsiyum,fosfor,demir ve bakır içeriği yüksek besinler ve bitki ve tahılların yapısında bulunan fitatlar, selüloz ve diğer lifler çinko emilimini azaltır. Protein içeriği zengin beslenme; histidin, lizin, sistein, glisin, kırmızı şarap ve laktoz çinko emilimini arttırır. Dolaşımda: %60 albumine, %40 2-makroglobuline, çok az transferrin ve serbest aminoasitlere ( histidin, sistein, glisin ve asparajin ) bağlanır Çinko metabolizmasında rol oynayan başlıca organ karaciğerdir. %70 oranında dışkı ile atılır. İdrar ve ter ile de bir miktar kayıp olur.
Erişkin sağlıklı bir insanda serum çinko düzeyinin normal değeri: %70-120 g
Serum çinko düzeyinin normalden yüksek olması hiperzinkemi Serum çinko düzeyinin normalden düşük olması hipozinkemi olarak tanımlanır.
Zn eksikliği Mayasız ekmekte bol bulunan fitatlar tarafından çinkonun bağırsak lümeninde tutulup emiliminin önlenmesi sonucu izole çinko eksikliği sendromu gelişebilir. İzole çinko eksikliği sendromu, büyüme geriliği, hipogonadizm, alopesi ve iştahsızlıkla karakterizedir; eritrosit karbonik anhidraz aktivitesi düşük, serum ribonükleaz aktivitesi yüksektir. Lösemide, lökositlerdeki çinko miktarı normaldekinin onda biri kadardır. Orak hücreli anemide, çinkonun malabsorpsiyonu veya idrarla atılımının artması sonucu çinko eksikliği oluşabilir. Post alkolik siroz (Laennec sirozu) durumlarında, çinkonun idrarla atılımının artması sonucu çinko eksikliği oluşabilir
Otozomal resesif kalıtılan akrodermatitis enteropatikada, çinko emiliminin primer bozukluğu sonucu büyüme geriliği, hipogonadizm, dermatolojik, oftalmolojik, gastrointestinal ve nöropsikiyatrik bozukluklar görülür. Sıçanlarda deneysel olarak meydana getirilen çinko yetersizliğinde kıl dökülmesi, iyi büyüyememe, zayıflama, dermatitis ve alopesi(saç dökülmesi) görülmüştür.
Toksisitesi nispeten az gözlenen bir elementtir Çinko toksisitesi Toksisitesi nispeten az gözlenen bir elementtir Kendisine ait toksisite belirtilerinden çok diğer biyoelementlerin metabolizmasında değişikliklere yol açar Özellikle sanayide çalışanlarında gözlenir ZnO ve ZnCl2 buharların inhalasyonu tehlikelidir Ayrıca gözlere de zararlı etkileri vardır
Besinsel Zn kaynakları Et, balık, süt ve süt ürünleri gibi yüksek protein içerikli besinlerdir. Anne sütü de önemli miktarda çinko içerir. Günlük diyetle alınması gereken çinko miktarı, yenidoğanlar için 3-5mg/gün, erişkinler için 15mg/gün, gebelik ve laktasyon dönemindeki kadınlar için 20- 25mg/gün olarak kabul edilmektedir. Erişkinlerde lökosit çinko düzeyi vücut çinko statüsünün iyi bir göstergesi olarak kabul edilmektedir.
Erişkin insan vücudu 80-150 mg Cu içerir BAKIR (Cu) Erişkin insan vücudu 80-150 mg Cu içerir Doku konsantrasyonu 1.5-2.5 µg/g Biyolojik sistemlerde hem +1 hem +2 değerlikli bulunur % 50 si kas ve kemik dokusunda (büyük kütle nedeniyle) Bakırın esas depo yeri(Cu 30-50 µg/g kuru doku ağırlığıdır) KC’dir. Böbrek, kalp ,eritrosit Çok sayıda metalloproteinle ilişkili
Bakırın fonksiyonları Demirin bağırsaklardan emilimi ve dokulardan plazmaya mobilizasyonunda etkilidir Demirin hemoglobin oluşumunda kullanılabilmesi ve dolayısıyla eritrosit yapımı için gereklidir. Sitokrom a, katalaz, tirozinaz, monoaminooksidaz, askorbik asit oksidaz, ürikaz, süperoksit dismutaz, lizil oksidaz, dopamin hidroksilaz, seruloplazmin gibi çeşitli enzimlerin yapısına katılır veya bu enzimlerin aktiviteleri için gereklidir Derinin keratinizasyonunda rol oynar Farelerde deneysel ateroskleroz yapar
Büyük bir kısmı duodenum, az bir kısmı mideden emilir. Cu Metabolizması Büyük bir kısmı duodenum, az bir kısmı mideden emilir. Emilimi etkileyen faktörler; cinsiyet, miktar, kimyasal form, diyetteki Zn,kadmiyum, sülfat, aminoasitler, lifli besinler ve fitat, intestinal diffüz hastalıklar(sprue,scl,lenfosarkoma..) Emilim, Cu-amino asit komplekslerinin difüzyonu ve aktif transport olmak üzere iki mekanizma ile olmaktadır. Tükürük ve mideden emilimi özel bir proteine bağlanarak olur. Bu şekilde bağırsak pH’ında çözünür halde tutulan ve bağırsak mukoza hücresine giren Cu2+, Cu ATPaz 7A proteini aracılığı ile kana geçer. Kadmiyum ve çinko bakır emilimini inhibe ederler.
Emilen Cu plazmada hızla albümin, transküprein ve düşük molekül ağırlıklı ligandlara (histidin, treonin, glutamin) bağlanır. Özellikle karaciğer, böbrek ve bağırsak hücrelerinin sitozolünde metallotiyonein proteinine bağlanır. Metallotiyonein sisteince zengin bir proteindir ve Cu gibi Zn, Cd ve Hg metallerini de bağlar. Metallotiyoneine bağlanma metalin toksik olmayan formda tutulmasını sağlar ; Cu aracılı serbest radikal reaksiyonları kontrol altına alınır. Hücre içi Cu metabolizmasında glutatyon da düzenleyici olarak rol oynar. Karaciğer, plazmanın α2 globülinlerinden olan serüloplazmin proteinini sentez eder. Bir serüloplazmin molekülü çok sıkı bağlı 6 atom Cu içerir ve Cu içeriğinden dolayı mavi renklidir. Plazmada mevcut olan Cu’nun %90’ını serüloplazmin içerir fakat dokular dolaşımda albümin tarafından taşınan, albümine gevşek bağlı olan Cu’dan yararlanırlar.
Total vücut bakırının en büyük kısmı (%10), karaciğerde özellikleri farklı olan dört havuzcuk arasında dağıldığı düşünülmektedir: Serbest Cu, metallotiyonein, serüloplazmin ve safra içindeki Cu. Bakırın fazlası karaciğerden safraya atılır. Cu ATPaz 7B proteini Cu atılımına aracı olur. Diyetle alınan, fakat emilmeyen Cu ile safra ve gastrointestinal sekresyonlardaki Cu feçesle atılır. Safra ile atılım 0.5-1.3 mg/gün; idrar ve terle atılım diyetle alınan miktarın %3’ü kadardır. Kadınlarda her menstrüel periyotta 0.1-0.8 mg Cu kaybedilmektedir.
Seruloplazmin Karaciğerde sentezlenir. Akut faz reaktanıdır. Ferrooksidaz aktivitesi vardır. Antioksidan etkilidir.
Erişkin sağlıklı bir kişide serum bakır düzeyinin normal değeri 65-165 g/dL
Serum bakır düzeyinin normalden yüksek olması hiperkupremi Serum bakır düzeyinin normalden düşük olması hipokupremi olarak tanımlanır
Hiperkupremi Gebeliğin son üç ayında serum bakır düzeyi normalin 2-3 katına çıkar. Enfeksiyöz ve neoplastik hastalıklarda Lupus eritematozus, romatoid artrit, akut eklem romatizması gibi kollajen doku hastalıklarında Primer biliyer sirozlu hastalarda serum total bakır düzeyi, normalin 30 katına çıkabilir. Tıkanma sarılığında safranın bağırsağa atılamaması nedeniyle Psöriyaziste (sedef hastalığı ) Glomerülonefrit ve miyokart enfarktüsü Östrojen verilmesi
Bakır ve demir eritropoez için gereklidir. Hipokupremi Bakır ve demir eritropoez için gereklidir. Bakır eksikliğinde demir emilimi bozulur ve ağır bakır eksikliğinde anemi görülür. Demir ile tedavi edilmeyen anemi bakır gerektirir. Bakır eksikliğinin erken döneminde nötropeni ve hipokrom anemi görülür. Kemik ve bağ dokuda lizil oksidaz aracılı kovalent çapraz bağ oluşumu azalır; çeşitli kemik ve eklem bozuklukları ile osteoporoz ortaya çıkar. Tirozinaz aracılı melanin yapımı yetersiz olduğundan deride pigmentasyon eksikliği ve solukluk; geç dönemde sitokrom C oksidaz eksikliğine bağlı nörolojik bozukluklar görülür.
İnsanlarda yapılan çalısmalar subklinik bakır eksikliğinin koroner kalp hastalığı riskini artırdığını, hiperkolesterolemi, glukoz intoleransı ve hipertansiyon gibi semptomlara yol açtığını göstermiştir. Bakır eksikliği ile karakterize iki önemli tablo; Wilson sirozu Menkes Hastalığı
Menkes Hastalığı Cu ATPaz proteinlerini kodlayan genlerde mutasyon sonucunda ortaya çıkan kalıtımsal hastalıklardır. Menkes hastalığında Cu ATPaz 7A proteini eksikdir. Cu bağırsak mukoza hücrelerinden ve diğer birçok dokuda, hücre dışına atılamayan Cu hücrede birikime uğrar ve Cu-bağımlı enzimlerin sentezleri (apoenzime Cu komponentinin konjügasyonu) azalır .
Wilson Hastalığı Cu ATPaz 7B proteini eksikdir. Cu safraya atılamaz, karaciğer, beyin, böbrek ve eritrositlerde birikir. Ortaya çıkan tablo Cu toksikozudur. Karaciğerdeki bakır birikiminden dolayı serüloplazmin sentez edilemez. Hemolitik anemi, kronik karaciğer hastalığı (siroz ve hepatit) ve nörolojik sendrom görülür. Kornea çevresinde altın renkli Kayser-Fleischer halkaları oluşur. Cu içeriği düşük beslenme ve bakır atılımını sağlayan British Anti Lewisit (B.A.L) ilaç, Cu kelatörü olan penisillamin ile tedavi edilir.
Bakır zehirlenmesi Bulantı, kusma, ishal görülür. Bakır kab içinde besinlerin beklemesi veya bakırlı fungusid alınması zehirlenme yapabilir. Hemoliz, hepatik nekroz, proteinüri, hematüri, hemoglobinüri, oligüri, tansiyon düşmesi, taşikardi, konvülziyonlar ve koma görülebilir.
Besinsel bakır kaynakları Kabuklu deniz ürünleri ve karaciğer bakırdan zengin besinlerdir. Buna karşılık inek sütü ve süt ürünleri düşük miktarda bakır içerirler. Baklagiller, ceviz, fındık, yumru ve yapraklı sebzeler de diğer bakırlı besin maddeleridir. Günlük alım 2-4 mg’dır
MANGANEZ (Mn) Mangan, organizmada proteinlere bağlı olarak bulunan esansiyel bir elementtir. (Mn2+ / Mn3+) Bağ dokusu ve kemik dokusunun oluşumu, büyüme ve üreme ile ilişkili olup, karbonhidrat ve lipid metabolizmalarında enzim kofaktörü olarak rol oynar. Normal erişkinde total 12-20 mg. mangan vardır. Vücut depolarının %25’i iskelette, geri kalanı doku ve sıvılarda geniş olarak yayılmıştır. Hücrenin mitokondrisinde toplanır. En yoğun bulunduğu yer hepatosit mitokondrileridir. Dokulardan en çok kemik, karaciğer ve pankreasta bulunur.
Mn metabolizması Manganez, ince bağırsaklar boyunca demir emilimine benzer bir mekanizma ile emilir. Manganez emilimi, demir ile inhibe edilir. Bağırsaklarda etanol bulunması manganez emilimini belirgin olarak artırabilir. Diyetin demir,kalsiyum,magnezyum,fosfat, ,lif, fitat,oksalat ve tanin içeriği mangan absorbsiyonunu inhibe etmektedir. Demir eksikliği ve alkol varlığı mangan absorbsiyonunu artırır. Portal kan ile albümine bağlı olarak karaciğere giren mangan, transferrin ve α2-makroglobüline bağlanarak sistemik dolaşıma katılır. Atılım safra ve feçes ile olur ; az miktarda da idrarla atılır.
Mangan’ın fonksiyonları Bağ dokusu ve kemik oluşumu, büyüme, üreme fonksiyonları, Koenzim görevi (arjinaz, fosfoglikomutaz, pirofosfataz, kolinesteraz, mitokondrial süperoksit dismutaz, çeşitli dekarboksilaz ve hidroksilazlar, fosfor transfer eden enzimlerin reaksiyonlarında) (özellikle karbonhidrat ve lipid metabolizması ile ilgili mitokondriyal enzimlerde), Sentez reaksiyonları: Hb, glikoprotein ve proteoglikan sentezinde de görevi vardır.
Erişkin sağlıklı bir kişide mangan düzeyleri: Kanda 200 nmol/L Serumda 20nmol/L dir.
Serum mangan düzeyinin normalden yüksek olması hipermagnezemi Serum mangan düzeyinin normalden düşük olması hipomangnezemi olarak tanımlanır
Hipermanganezemi nedenleri Mn ile uğraşan endüstri işçilerinde, romatoid artritli hastalarda, miyokard infarktüsünde, akut gelişen hepatitte, Uzun süre Mn içeren bileşiklerle uğraşan cam, seramik ve gıda işçilerinde (fazla miktarda alıma bağlı psikotik belirtiler ve parkinsonizm görülebilmektedir.
Hipomanganezemi nedenleri Bağ dokusu ve kemik oluşum bozuklukları, üreme organlarında fonksiyon bozuklukları, sinir sisteminde fonksiyon bozuklukları görülür. Deneysel olarak oluşturulan hipomanganezemide şunlar görülür: pıhtılaşma kusurları, hipokolesterolemi, hipokalsemi, hiperfosfatemi görülür.
Mangan zehirlenmesi Cr6+ çok toksik olup inhale edildiğinde mutajeniktir. Endüstriyel maruziyetle ilgili olabilir. Madenlerde, seramik, cam, vernik, ilaç ve besin katkı maddeleri üretiminde çalışanlarda ortaya çıkar. Aylar veya yıllar içinde Parkinson hastalığının nörolojik belirtileri ortaya çıkar. Akut zehirlenme hepatit , romatoid artrit, miyokard enfarktüsü ile sonuçlanabilir.
Besinsel mangan kaynakları Ceviz, tahıl ve bitkilerde yaygındır. Çayda çoktur. Et, süt ve balıkta mangan azdır. Güvenli alım 2-5 mg/gün’dür. US’de günlük alımı 50–200 µg’dan yetişkin erkeklerde 35 µg yetişkin kadınlarda 25 µg’a düşürülmüştür.
Krom (Cr) Krom biyolojik sistemlerde 3+ veya 6+ değerlikli olarak bulunur. Cr3+ , insülinin etkisini artırdığı için, esansiyel olarak kabul edilen bir elementdir. Serbest veya glukoz tolerans faktörün (GTF) yapısında bulunan Cr3+ bu etkiyi gösterir. GTF dört koordinasyon pozisyonuna glutamik asit,glisin,sistein bağlamış olan Cr3+ iyonlarının iki molekül nikotinik asit ile yapmış olduğu bir kompleksdir. Cr3+ iyonlarının asit-baz davranış özellikleri ve redoks kabiliyetleri yoktur. Cr6+ iyonları ise kuvvetli oksitleyici etki gösterir ve doku hasarına yol açar.
Kromun bağırsaklardan emilimi azdır, %0.4-2.5 arasında değişir. Krom metabolizması Kromun bağırsaklardan emilimi azdır, %0.4-2.5 arasında değişir. Emilimi askorbik asit, amino asitler ve oksalat artırır. Dolaşımda krom transferrine bağlı olarak taşınır ve karaciğer, dalak, diğer yumuşak dokular ve kemikde depolanır. Krom, başlıca idrarla atılmaktadır. İdrarla atılım 0.2-0.3 μg/gün’dür. Koşma ve şiddetli egzersizlerde idrar ile atılım artar.
Krom Tam Kan Normal Değeri : 2,8-45,0 mg/L 24 saatlik idrar: 0,1-2,0 mg/L
Krom eksikliği Krom eksikliğinin ateroskleroza neden olduğu saptanmıştır. Kromdan fakir un, şeker ve yağlarla beslenen farelerde büyümenin yavaşladığı, aortlarında aterom plakları, yüksek hiperkolesterolemi, glukoz yüklemede tolerans azalması görülür; ömür kısalır.
TEŞEKKÜRLER...