Обмен ванадия в организме и его нарушение

10.08.2016
Источники поступления ванадия и его обмен в организме. Содержание ванадия в организме не превышает 100 мкг. В кишечнике абсорбируется около 1 % пищевого ванадия, преимущественно в составе анионов. Транспортируется этот микроэлемент в крови трансферрином и выводится в основном с мочой. Накапливается ванадий в костях, жировой ткани, печени, почках, селезенке, яичках. В эритроцитах его больше, чем в сыворотке крови. Пищевыми источниками ванадия являются растительные жиры, гречка, петрушка, овес, рис, морковь, капуста, укроп, редис. Суточная потребность в ванадии для взрослого составляет 12—30 мкг.

Ванадий очень распространен в окружающей среде и широко используется в изготовлении стали и сплавов, стекла, резины, красок, лаков и фотоматериалов. Промышленные выбросы, вулканическая деятельность, сгорание нефтепродуктов и выпаривание с поверхности океана поддерживают его значительную концентрацию в воздухе. Бытовой мусор является основным источником накопления ванадия в грунтовых водах.

Роль ванадия в организме человека. По своим химическим и биологическим свойствам ванадий имеет много общего с хромом. С одной стороны, эти тяжелые металлы необходимы для жизнедеятельности организма, с другой — в высоких концентрациях они могут индуцировать острую или хроническую интоксикацию, приводя к повреждению структуры клеток и патологическим последствиям. Токсичность ванадия и хрома в значительной мере определяется степенью их окисления, т. е. валентностью. Чаще всего ванадий входит в состав ванадатов с пятивалентным или четырехвалентным ванадием.

При интрацеллюлярном восстановлении V5+ до V4+ образуются активные кислородные радикалы, которые вызывают воспаление и опухолевый рост вследствие повреждения ДНК, посттранскрипционной модификации белков или липидной пероксидации. В настоящее время ванадий используют в лечении сахарного диабета, атеросклероза и опухолей.

В 1899 г., еще до открытия инсулина, было выявлено, что соль ванадия улучшает течение сахарного диабета у человека. Тем не менее лишь в последние годы удалось выяснить механизм этого феномена. Ванадий, равно как и хром, повышает чувствительность миоцитов, адипоцитов и, возможно, гепатоцитов к инсулину. Молекулярной основой этого является стимуляция инсулином тирозинкиназы, которая, фосфорилируя тирозин белков, необходимых для транслокации в мембрану ГЛЮТ-4, переводит его в активное состояние. В свою очередь ванадий и хром угнетают активность тирозиновой фосфатазы, которая отделяет фосфорильную группу от тирозина. Это продлевает пребывание белка, транслокирующего ГЛЮТ-4 в мембрану, в активном состоянии, а значит, и активное действие ГЛЮТ-4. Таким образом, ванадий и хром уменьшают инсулинорезистентность при сахарном диабете 2-го типа, увеличивая время и силу действия инсулина. Повышение чувствительности тканей к инсулину лежит и в основе антиатерогенного действия ванадия и хрома. Для профилактики и лечения сахарного диабета 2-го типа, ожирения и атеросклероза наиболее перспективны низкие дозы ванадия сульфата в комбинации с антиоксидантами.

Ванадий оказывает также парадоксальный противоопухолевый эффект, который объясняется индукцией апоптоза опухолевых клеток и/или активацией генов — супрессоров клеточного деления. Причиной такого эффекта может быть блокада тирозинфосфатазы и/или активация тирозинфосфорилазы. Кроме того, ванадий может индуцировать задержку клеточного цикла и/или оказывать цитотоксическое действие на опухолевые клетки, повреждая ДНК, ядерные транскрипционные факторы и липидные мембраны активными кислородными радикалами. Возможно, он также снижает метастатический потенциал опухолевых клеток вследствие модуляции клеточных адгезивных молекул.

Тем не менее данные о способности ванадия блокировать Na+, K+-ATФaзy на современном этапе развития науки не подтвердились.

Избыток ванадия обусловливает гематологические, биохимические, нефрологические, иммунологические и репродукционные нарушения, задержку роста и развития организма, изменение поведения в виде маний и депрессии.